電驅(qū)動高地隙車輛滑轉(zhuǎn)率控制研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)作業(yè)輪式機(jī)械的作業(yè)環(huán)境與汽車相比，其環(huán)境更為復(fù)雜、路面參數(shù)變化大，所以驅(qū)動控制更為復(fù)雜。對于高地隙車輛，其主要用于中耕，車輪行走在植物行間，需要保證其防過度滑轉(zhuǎn)的能力，則必須對滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行控制。就目前研究而言，四輪獨(dú)立驅(qū)動車輛一般采用門限控制方式，對路面進(jìn)行粗略劃分等級，然而會導(dǎo)致車輛無法在各種工況下保證滑轉(zhuǎn)率的最佳控制效果。針對該問題，本文提出了通過試驗(yàn)對路面的峰值附著系數(shù)進(jìn)行估算，再使用估算的峰值附著系數(shù)對車輪的目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行估計

2、，保證高地隙車輛在作業(yè)時的穩(wěn)定性。
　　本文的主要研究成果及結(jié)論如下:
　　(1)附著系數(shù)估算理論。首先基于理論分析法，對彈性輪胎和地面的動力學(xué)進(jìn)行了分析，假設(shè)了輪胎為剛性輪胎，并且建立了路面和車輪的受力模型。根據(jù)模型，通過滑模變算法對輪胎力進(jìn)行了觀測，得出了輪胎力的觀測模型，本文提出了兩種方案:遞歸最小二乘法和簡化公式法，分別對附著系數(shù)進(jìn)行估算，得到路面的峰值附著系數(shù)及其對應(yīng)的滑轉(zhuǎn)率。
　　(2)硬件電路及軟件設(shè)計。

3、首先介紹了硬件及其電路，主要包括控制器電路、執(zhí)行器電路和傳感器電路。再者對PLC編程、GPS采集編程以及組態(tài)編程進(jìn)行了介紹，使得硬件能夠通過軟件互相傳輸數(shù)據(jù)。
　　(3)驅(qū)動控制策略設(shè)計。首先對整體控制進(jìn)行全局設(shè)計，根據(jù)第二章估計的附著系數(shù)，通過門限控制分別出車輛的路面情況，并且在達(dá)到驅(qū)動控制要求時，開始使用驅(qū)動控制程序。其中驅(qū)動控制程序主要包括基于滑模變結(jié)構(gòu)控制和基于增量式PI控制，提高了車輛在均一路面和分離路面上的行駛穩(wěn)定性。

4、
　　(4)實(shí)際路面驅(qū)動控制試驗(yàn)。實(shí)際路面主要包括:均一路面、分離路面。實(shí)際路面試驗(yàn)包括:未使用控制策略、采用滑?？刂撇呗?、采用增量式PI控制策略。通過使用估算出的路面附著系數(shù)，分別使用3種控制方式對2種路面進(jìn)行測試，測試其滑轉(zhuǎn)率、驅(qū)動力、車輛行駛速度、直線行駛能力。從結(jié)果可以看出采用控制策略能夠有效的穩(wěn)定車輪的滑轉(zhuǎn)率，滑?？刂瓶刂菩Ч撞▌拥勤吔繕?biāo)值，而增量式PI控制穩(wěn)定但1-3％偏離目標(biāo)值。在分離路面中，滑?？刂埔獌?yōu)于增量