基于神經(jīng)網(wǎng)絡的輪式裝載機防滑差速器的控制研究.pdf

1、輪式裝載機工作環(huán)境比較惡劣,經(jīng)常由于車輪打滑引起車輛驅動性能和通過性能下降,影響作業(yè)進度和效率。國內(nèi)工程車輛差速器多采用普通差速器或摩擦片式被動限滑差速器。主動限滑差速器在汽車上應用較多,工程車輛上沒有應用。
　　 本文結合國內(nèi)外限滑差速器的發(fā)展狀況,分析當前常用限滑差速器的結構和缺陷。以ZL50裝載機為研究對象,對比常用的普通差速器和摩擦片式被動限滑差速器的結構和工作原理,提出結構改進方案,設計了一種新型的電磁式主動限滑差速器

2、,完成結構選型,傳力過程分析。
　　 ZL50裝載機行駛路況復雜,針對電磁式限滑差速器控制器的輸入和輸出呈非線性,設計BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型,確定了網(wǎng)絡拓撲結構,建立帶反饋的神經(jīng)網(wǎng)絡?；贐P神經(jīng)網(wǎng)絡的PID控制器對電磁式限滑差速器的控制機構電磁閥進行控制。確定初始權值和閾值,BP神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出值作為PID控制器的三個參數(shù)實現(xiàn)控制,將誤差信號從輸出端回送,反向傳播,修正加權系數(shù)。根據(jù)路面輸入情況調(diào)整,反復迭代,自適應得到控制參數(shù)。

3、r>　　 對ZL50裝載機動力傳動系統(tǒng)進行分析和建模,對驅動系統(tǒng)組成部件分別建模。建立發(fā)動機模型,液力變矩器模型,探討發(fā)動機和液力變矩器的共同工作輸入特性、輸出特性,建立變速器模型,驅動橋模型和輪胎模型。分析直線行駛和轉向行駛的驅動過程。
　　 將差速器從驅動系統(tǒng)中獨立出來,選用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的PID控制算法,控制電磁閥推桿作用于液壓油缸的壓力,最終實現(xiàn)對限滑力矩的控制。在Matlab中設計程序,三種對分路面上直線行駛情況進

4、行仿真,對比分析有無裝用限滑差速器的仿真結果。進行直線行駛和轉向行駛工況的仿真,對比分析裝用普通差速器、摩擦片被動限滑差速器、電磁式主動限滑差速器三種差速器的仿真結果。
　　 仿真結果可知:基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的PID控制的電磁式限滑差速器,克服了普通差速器平均分配扭矩的缺點,對附著系數(shù)對分的路面具有良好的自適應性,兩側路面附著系數(shù)相差越大,限滑效果越明顯。低附著區(qū)域能夠實現(xiàn)較好的限滑作用,控制輪胎的滑轉率,使裝載機具有較高的驅動力