多軸車輛是國防軍事現(xiàn)代化和民用基礎設施建設所必備的大型工程裝備。隨著我國經濟的發(fā)展,多軸車輛的市場需求量逐年增加。多軸轉向系統(tǒng)作為多軸車輛核心系統(tǒng)之一,其性能直接制約著車輛穩(wěn)定性、靈活性和高效性,現(xiàn)已成為衡量現(xiàn)代化大型輪式車輛研發(fā)水平的重要標志。因此,深化多軸轉向技術的基礎理論研究,提高多軸車輛的轉向性能,改善多軸轉向系統(tǒng)的諸多缺陷,持續(xù)推進多軸車輛核心技術的突破意義重大。多軸轉向性能的關鍵在于其驅動性能和動態(tài)轉向性能,電液伺服轉向因能兼顧大負載及高精度動態(tài)轉向而備受青睞。然而,現(xiàn)有電液伺服轉向系統(tǒng)工作效率低下問題卻嚴重限制了其技術的突破。因此,本文基于電液伺服轉向系統(tǒng)理論研究,通過分析轉向系統(tǒng)的效率特性,研究設計一種泵閥復合控制策略,旨在實現(xiàn)轉向系統(tǒng)的節(jié)能高精度控制。首先,基于轉向系統(tǒng)物理模型及基本原理,建立單橋電液伺服轉向系統(tǒng)效率理論模型�；�于拉格朗日動力學方程,建立轉向機械結構非線性數(shù)學模型;構建閥控雙轉向助力缸液壓控制系統(tǒng)數(shù)學模型,并獲得系統(tǒng)重要元件工作壓力之間關系的數(shù)學描述;針對系統(tǒng)能耗主體的液壓控制系統(tǒng)效率進行理論研究,建立電液伺服轉向系統(tǒng)效率數(shù)學模型。其次,基于轉向系統(tǒng)效率數(shù)學模型,分析系統(tǒng)的靜態(tài)效率特性。構建單橋電液伺服轉向系統(tǒng)靜態(tài)效率模型,分析機械結構對系統(tǒng)靜態(tài)效率的影響程度,建立系統(tǒng)靜態(tài)效率簡化模型;分析多工況下系統(tǒng)的靜態(tài)效率,揭示系統(tǒng)的基本效率特性;結合系統(tǒng)關鍵參數(shù)對靜態(tài)效率的影響分析,明確系統(tǒng)關鍵參數(shù)對效率的影響規(guī)律。然后,基于轉向系統(tǒng)靜態(tài)效率分析結果,設計基于泵閥復合控制的節(jié)能高精度控制策略。圍繞電液伺服轉向系統(tǒng)節(jié)能降耗的核心問題,改進現(xiàn)有轉向系統(tǒng),設計相應的節(jié)能控制策略；結合節(jié)能控制與傳統(tǒng)PID控制策略,提出一種泵閥復合控制策略,建立系統(tǒng)復合控制綜合模型;基于遺傳算法整定PID參數(shù),實現(xiàn)電液伺服轉向系統(tǒng)的節(jié)能高精度控制。最后,搭建單橋電液伺服轉向試驗系統(tǒng),驗證轉向系統(tǒng)效率理論模型的準確性。設計轉向系統(tǒng)靜態(tài)效率測試方案,結合MLC控制器和LabVIEW數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),搭建電液伺服轉向試驗系統(tǒng);對比系統(tǒng)靜態(tài)效率實測結果與仿真分析結果,驗證轉向系統(tǒng)效率數(shù)學模型的準確性;研究實際工況下系統(tǒng)關鍵參數(shù)對效率的影響規(guī)律,明確其對效率的影響程度。本文的創(chuàng)新之處在于,建立單橋電液伺服轉向系統(tǒng)效率理論模型,結合實際加載工況分析多工況下系統(tǒng)的靜態(tài)效率,揭示系統(tǒng)的基本效率特性,為系統(tǒng)的節(jié)能高精度控制提供理論指導;針對系統(tǒng)效率低下的核心問題,設計基于泵閥復合控制的節(jié)能高精度控制策略,兼顧轉向系統(tǒng)控制精度與工作效率,實現(xiàn)電液伺服轉向系統(tǒng)的節(jié)能高精度控制。
【學位單位】：福州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TJ810.3;U463.4
【部分圖文】：

??電液伺服轉向系統(tǒng)機械結構數(shù)學建模??對于多軸車輛而言，整車轉向系統(tǒng)由相互獨立的單橋電液伺服轉向系統(tǒng)組成并制了能夠更好的獲得電液伺服轉向系統(tǒng)的基本特性及相關規(guī)律，進而指導現(xiàn)有轉向系計與優(yōu)化，建立較為準確的單橋電液伺服轉向系統(tǒng)數(shù)學模型是十分必要的，下文將轉向系統(tǒng)的機械結構進行建模。??．１轉向系統(tǒng)機械結構基本原理??由于多軸車輛的轉向阻力矩較大，使得電動液壓式助力轉向系統(tǒng)難以滿足其轉向統(tǒng)液壓式多軸轉向系統(tǒng)雖可提供較大的驅動力，卻不能獲得較高的轉向精度；面輛所需要的多軸轉向模式，機液助力轉向系統(tǒng)也難以勝任。而電液伺服轉向系統(tǒng)實現(xiàn)單橋獨立控制，控制效果優(yōu)秀，并能夠結合先進的控制算法，獲得極高的模速度與轉向精度，使得其備受多軸車輛的青睞。如圖２－１所示為單橋電液伺服轉向結構圖。??

可以通過對后橋中某一軸的轉向系統(tǒng)進行針對性的分析，進而即可更容易的獲得整??個多軸車輛轉向系統(tǒng)的基本特性。??從圖２－１中可知，電液伺服轉向系統(tǒng)主要由輪胎、輪穀、轉向節(jié)、轉向節(jié)臂、橫向拉??桿、車橋、轉向助力缸組成。因為輪胎和輪轂固連，輪轂和轉向節(jié)固連，轉向節(jié)和轉向節(jié)??臂有著相同的運動，所以轉向橋的轉向過程為：首先，雙側轉向助力缸輸出力矩作用于轉??向節(jié)臂，從而驅動轉向梯形機構運動；然后，再由轉向節(jié)和輪轂帶動輪胎的轉動，轉向至??預期的轉角。??２．１．２轉向系統(tǒng)機械結構的數(shù)學模型??為了便于對單橋轉向系統(tǒng)機械結構建模，故忽略其次要結構而將其結構簡化為如下圖??２－２所示。設右側輪胎繞主銷轉動的轉角為左側為ａ，且假設輪胎向左轉為正方向，并??選擇以右側輪轉角為自變量，此時可知當向左轉時轉角０＾０，而當向右轉時轉角Ｐ＜〇，進??而可得到左右輪轉角之間的關系，如式（２－１）所示。而無論轉向系統(tǒng)處于右轉工況亦或是??左轉工況

本文所述的電液伺服轉向系統(tǒng)不僅結構緊湊，同時其采用恒壓式變量泵，可由發(fā)動機??直接驅動，并且易于與高精度控制策略相結合，進而獲得高精度的轉向性能，具有良好的??工程應用價值及應用前景。如圖２－３所示為電液伺服轉向系統(tǒng)的液壓原理圖，其主要組成??部分為：液壓泵１、安全閥２、電磁換向球閥３、伺服比例閥４、電磁換向閥５、液控單向??閥６和７、溢流閥８和９、左轉向助力缸１０、右轉向助力缸１１、轉角傳感器１２。??０?＾?；?１?液壓泵??ＡｆｅｊＬ．?ｒ－＾ｒ＼?２?安全閥??￣?；?＇?１?Ｉ?３?電磁換向球閥??－?．十＾￣１?ｊ?４伺服比例閥??８?ｎ?６?７?Ｅ３￣ｆ?５電磁換向閥??６、７液控單向閥??：｜［￣８、９?溢流閥??ｒｒＣＴｌＷ?１０左轉向助力缸??．污，３?４?ｊ?丨Ｉ、?１１右轉向助力缸??，￣２?（ｂ｛?，?１２轉角傳感器??Ｉ?Ｉ??圖２－３電液伺服轉向系統(tǒng)液壓原理圖??該液壓系統(tǒng)主要具有伺服控制功能、電液鎖定功能和手動應急功能三個功能，具體工??作原理如下：??（１）
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孟紅芹;;斷開式轉向系統(tǒng)應用于不同車型的快速調整設計方法[J];客車技術與研究;2019年06期

2 趙文水;;車輛機械轉向系統(tǒng)的使用與維護[J];山東工業(yè)技術;2019年05期

3 肖永清;;客車轉向系統(tǒng)的維護與檢修[J];輕型汽車技術;2018年03期

4 田榮;;基于汽車電動轉向系統(tǒng)技術實驗方法的分析[J];汽車與駕駛維修(維修版);2018年05期

5 周旭;;防爆車輛全液壓緊急轉向系統(tǒng)設計與研究[J];煤礦機械;2018年06期

6 徐進;劉志剛;林鑫焱;劉迪;;小型收割機轉向系統(tǒng)設計[J];中國農機化學報;2018年07期

7 肖永清;;客車轉向系統(tǒng)的維護和檢修[J];輕型汽車技術;2017年Z1期

8 方斌;;動態(tài)轉向系統(tǒng)技術[J];海峽科技與產業(yè);2017年06期

9 高恪;趙偉強;宗長富;;基于電液耦合轉向系統(tǒng)的車輛載荷變化補償控制[J];科學技術與工程;2017年26期

10 楊志偉;韓勇;陳衛(wèi)強;黃紅武;;客車轉向系統(tǒng)怠速振動研究與優(yōu)化[J];機械設計與制造;2015年12期

相關博士學位論文 前10條

1 卞學良;基于R-W方法的獨立懸架和轉向系統(tǒng)性能仿真及優(yōu)化研究[D];河北工業(yè)大學;2006年

2 謝剛;汽車電動助力轉向系統(tǒng)的設計與控制技術研究[D];四川大學;2006年

3 孫營;重型商用車轉向系統(tǒng)建模及整車動力學仿真研究[D];華中科技大學;2011年

4 史天澤;輪轂電機驅動電動車懸架和轉向系統(tǒng)設計與性能匹配[D];吉林大學;2015年

5 杜恒;大型輪式車輛油氣懸架及電液伺服轉向系統(tǒng)研究[D];浙江大學;2011年

6 陳勁;多軸輕型全地形車速差轉向系統(tǒng)研究[D];清華大學;2016年

7 李文亮;大型營運客車運行安全性能監(jiān)測方法研究[D];北京理工大學;2015年

8 蘭艷亭;基于免疫機制的智能車轉向控制系統(tǒng)研究[D];中北大學;2017年

9 曹付義;履帶車輛液壓機械差速轉向性能分析與參數(shù)匹配[D];西安理工大學;2009年

10 蔡永周;爆胎現(xiàn)象實驗和有限元仿真方法研究[D];華南理工大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 欒眾楷;電液復合轉向系統(tǒng)性能優(yōu)化及轉向感覺一致性控制研究[D];南京航空航天大學;2019年

2 楊康;重型卡車液壓助力轉向系統(tǒng)設計及轉向特性匹配研究[D];山東大學;2019年

3 王萌;同軸流量放大全液壓轉向系統(tǒng)的特性研究與優(yōu)化[D];山東科技大學;2018年

4 劉艷芳;816G裝載機優(yōu)先閥轉向系統(tǒng)能耗特性分析[D];吉林大學;2019年

5 張曉;智軌列車電動液壓助力轉向系統(tǒng)數(shù)學建模與聯(lián)合仿真分析及試驗驗證[D];燕山大學;2019年

6 王艷國;無人駕駛跨運車轉向系統(tǒng)控制策略研究[D];燕山大學;2019年

7 佟祥偉;智能軌道列車電液伺服轉向系統(tǒng)動態(tài)性能測控系統(tǒng)研發(fā)[D];燕山大學;2019年

8 張玻溶;多軸車輛電液伺服轉向系統(tǒng)效率分析及控制策略研究[D];福州大學;2018年

9 楊胡飛;重型車轉向系統(tǒng)路感跟蹤控制策略研究[D];湖北汽車工業(yè)學院;2019年

10 汪洋;叉車電動助力轉向機構及其試驗裝置的設計與研究[D];浙江工業(yè)大學;2017年

本文編號：2893256