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文檔簡介
1、采用液壓傳動作為主傳動的高速靜液驅(qū)動履帶車輛符合未來戰(zhàn)場的需要,研制靜液驅(qū)動履帶車輛具有重要意義,而其轉(zhuǎn)向控制是必須解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題。本課題以履帶車輛雙泵馬達驅(qū)動系統(tǒng)為研究對象,通過建立數(shù)學(xué)模型設(shè)計了轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng),對其轉(zhuǎn)向控制策略進行了理論研究。
對系統(tǒng)分塊建立了數(shù)學(xué)模型。對泵馬達系統(tǒng)的工況進行了探討,并依據(jù)液壓控制系統(tǒng)原理,完成了變量泵變量馬達系統(tǒng)的建模;根據(jù)履帶車輛動力學(xué)分析,首先建立了簡化的履帶車輛動力學(xué)模型;然后考
2、慮了履帶滑移滑轉(zhuǎn)和離心力,建立了更符合實際的車輛動力學(xué)模型。
對雙側(cè)獨立驅(qū)動的履帶車輛的理論控制方案進行了分析和設(shè)計,采用了控制兩側(cè)馬達轉(zhuǎn)速的方案。然后通過仿真分析了履帶滑移滑轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向離心力對轉(zhuǎn)向的影響。針對實際模型,設(shè)計了合理的整車行駛控制系統(tǒng),通過控制車輛兩側(cè)的速度,消除了履帶滑移的影響,能準(zhǔn)確實現(xiàn)駕駛員輸入的轉(zhuǎn)向指令。對系統(tǒng)設(shè)計了PID控制器,分析了PID控制下的系統(tǒng)響應(yīng)特性。
針對PID控制器的不足,提出了采
3、用模型預(yù)測控制器(MPC Controller)的策略,并利用MATLAB設(shè)計了模型預(yù)測控制器,通過分析不同控制器參數(shù)下的系統(tǒng)響應(yīng),對控制器設(shè)置了合理的參數(shù)。仿真表明模型預(yù)測控制器能大大改善系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性,響應(yīng)時間從PID控制的5.7s減小為1.19s,且更平穩(wěn)。然后指出了單MPC控制器的問題,難以適應(yīng)全工作范圍。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了Multiple MPC Controllers,系統(tǒng)運行時在多個MPC控制器之間切換,設(shè)計了控制器的切
4、換機制,仿真表明切換是正確且平穩(wěn)的。
對靜液驅(qū)動履帶車輛的三種典型轉(zhuǎn)向工況進行了仿真分析,并和PID控制做了對比,驗證了模型預(yù)測控制器的優(yōu)越性,車輛轉(zhuǎn)向平穩(wěn)快速且準(zhǔn)確,更重要的是使轉(zhuǎn)向操縱時間減小到了0.5s,提高了車輛的機動性。通過仿真得出了車輛在不同車速下能達到的最大轉(zhuǎn)向角速度,并擬合出相應(yīng)的曲線作為控制曲線,通過編寫S-函數(shù)作為系統(tǒng)的速度控制策略,當(dāng)駕駛員輸入的轉(zhuǎn)向角速度超出了履帶車輛在當(dāng)前車速下能達到的最大轉(zhuǎn)向角速度時
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