电传动履带车辆转向行驶控制策略仿真研究

以双侧电机独立驱动这一典型电传动方案为研究对象,针对转向行驶控制的难题,提出了基于功率-转速复合调节的转向行驶控制策略,对驾驶员操控信号进行了解析,基于Matlab软件和RecurDyn软件建立了电传动车辆的机电一体联合仿真模型,对车辆典型转向工况进行了仿真试验,验证了转向行驶控制策略的有效性。     

轮式装甲车辆电机驱动系统建模及动力性能仿真

以某型轮式装甲车辆为研究对象，分析了电传动用驱动电机矢量控制策略，并提出了相应的控制算法。利用Matlab／Simulink和RecurDyn分别建立了驱动电机控制系统和车辆行动部分动力学模型，并采用接口技术进行了2种模型的联合仿真，得到了车辆的动力性能曲线，验证了模型的正确性，为电传动车辆仿真研究提供了新的技术手段。     

履带装甲车辆采用永磁同步电动机驱动研究

为了提高车辆的机动性能,世界各国纷纷开展电传动系统研究。采用永磁同步电动机控制系统作为电传动车辆的驱动系统是可行方案之一。文中建立了永磁同步电动机控制系统的数学模型,提出了适合于履带车辆电传动系统的电机控制策略与方法,并将永磁同步电动机控制系统在履带车辆电传动中应用进行仿真与分析,最后,给出了永磁同步电动机控制系统在装甲车辆电传动中应用可行的结论。     

多轮驱动履带车辆功率匹配计算与仿真分析

传统电传动设计方案下同时满足车辆大扭矩和宽调速范围的电机体积、重量大,难以集成在车辆有限空间内,针对这一难题,提出了一种新型多轮驱动电传动车辆设计方案。结合该方案,以原车性能指标为依据,进行了电机驱动系统的性能匹配计算,建立了基于Matlab/Simulink的驱动电机模块和基于RecurDyn/Track-HM车辆动力学仿真模块,并利用接口技术构建了机电一体联合仿真模型,而后通过车辆动力性能的仿真,对设计方案及功率匹配结果进行验证。仿真结果表明,匹配算法正确,所选参数合理,设计方案基本可行,为进一步研究奠定了基础。     

电传动装甲车辆电源系统建模与仿真

电源系统是电传动装甲车辆的核心,对其进行建模与仿真研究具有重要意义。电源系统的非线性特性导致了建模困难、模型精度低以及模型实用性差等难题,针对不同的部件特性采取不同的方法建立其仿真模型,完成了基于模糊控制的系统多目标优化功率分配策略研究。并在此基础上进行了部件和系统两个层次的仿真试验,证明所建模型能够较好地反映电传动车辆电源系统的工作特性。     

基于Vortex的电传动履带车辆动力学实时仿真

针对车辆动力学实时仿真问题,应用了多体动力学软件Vortex建立了车辆的动力学模型,并对Vortex的车辆基类进行了二次开发,直接给主动轮施加扭矩,最后实现了电传动履带车辆动力学建模.在不同工况下,进行了动力学实时仿真试验.结果表明,采用Vortex进行车辆动力学仿真在保证较高精度的同时还具有良好的实时性.     

电传动车辆推进功率预算与动力电池匹配

基于轮地相互作用力模型,提出了一种新的滚动阻力数学模型,采用此数学模型,建立了包含平均坡度和平均滑转率的电传动车辆推进功率数学模型.对推进功率数学模型进行了仿真分析,与传统方法相比,该模型预算的推进功率更接近实际车辆行驶工况.以6×6混合电传动车辆为例,分析了几种比能量的动力电池组静默行驶时间与整车质量的关系,并对动力电池组的匹配选型进行了分析.研究结果为电传动车辆的功率预算、整车质量预算、动力电池组选型匹配提供了一种新的方法.     

高速重载履带车辆制动滑移控制研究

为了提升履带车辆的制动性能,以某电传动履带车辆为研究对象,分析了其制动工况下的动力学/运动学方程,建立了车辆动力学模型。以车辆制动滑移为控制对象,建立了模糊-PID平滑切换控制策略,通过半实物仿真验证了该策略相较于其他几种控制方法的优点。在低附路面、低附-高附对接路面两种路况下进行了半实物仿真,仿真结果表明模糊-PID平滑切换控制策略可以快速有效抑制履带滑移过大的情况,提高车辆制动性能与安全性,降低车辆制动系统负荷,为后续制动系统转矩分配策略的研究奠定基础。     

轮毂电机驱动车辆转向控制策略

为提高轮毂电机驱动车辆转向机动灵活性以及安全稳定性,提出了一种基于直接横摆力矩控制的转向控制策略。以带有双桥转向机构的8轮轮毂电机驱动车辆为研究对象,研究其双重转向控制问题,建立基于车辆二自由度单轨模型的车辆参考模型,并以横摆角速度作为控制变量,建立基于横摆力矩PID控制器和横摆力矩分配控制器的转向分层控制模型。利用硬件在环实时仿真实验对所提出的转向控制策略的可行性和有效性进行分析验证。     

电驱动装甲车辆双重转向控制联合仿真

为了提高轮毂电机驱动装甲车辆转向的灵活性及越野机动性能,借鉴履带车辆滑移转向思想,采用双重转向控制策略。以车辆的横摆角速度为控制目标,设计了自抗扰控制器,通过调整两侧轮毂电机转矩输出产生直接横摆力矩,进而调节车辆横摆角速度,实现装甲车辆双重转向。在Adams中建立车辆动力学模型的基础上,构建Adams与Matlab环境中的联合仿真模型,并进行了联合仿真,结果表明,基于直接横摆力矩控制的双重转向增大了外侧动力输出,减小了车辆在中低速转向时转向半径,提高了车辆的转向性能。     

联合仿真技术在车辆半主动悬架系统模糊控制中的应用

运用EASY5建立了阻尼可调减振器模型,运用机械系统分析软件ADAMS建立了悬架的机械系统模型,运用MATLAB建立了基于模糊算法的控制模型,从而实现半主动悬架的建模和联合仿真.结果表明,基于模糊算法的半主动悬架能够很好地降低车辆的振动,提高车辆行驶的平顺性;同时表明联合仿真在研究半主动悬架技术上是可行的,为机电液一体的复杂系统的建模和仿真提供了新的思路.     

电传动装甲车辆发动机发电机系统动态模型

针对电传动装甲车辆发动机-发电机系统建模难的问题,采用BP神经网络辨识发动机转矩,设计了发动机-发电机系统动态实验,在测得发动机在不同油门开度时的转速动态响应,并将电励磁旋转整流同步发电机等效为直流发电机的基础上,建立发动机-发电机系统动态模型。仿真与实验对比结果表明：模型满足车辆仿真精度要求。     

车辆传动装置温度建模计算与分析

为研究车辆传动装置部件温度以及流过部件的传动油温度,根据传热学的基本理论,建立了车辆传动装置温度模型,包括传动装置产热模型、部件温度模型和传动油温度模型,将模型进行耦合迭代计算,得到某型车辆传动装置不同工况下传动装置的温度,并将计算结果与试验结果进行了对比.结果表明:在最高车速工况下,传动装置三轴的温度最高,流过前传动的传动油温度最高;在最大负荷工况下,液力变矩器温度最高,综合传动箱前箱体的温度比其他箱体温度高,流过液力变矩器的传动油温度最高.     

车辆液力机械传动系统建模及动态特性仿真

建立了具有液力传动的履带车辆动力传动系统及整车的仿真模型,对车辆的加速性进行了仿真研究并与试验结果进行了比较,应用该仿真模型,分析了履带车辆换挡过程中发动机与涡轮转速、系统元件转速等的变化规律,结果表明该仿真模型能够方便的应用于车辆的性能分析与预测.     

分布式电驱动履带车辆容错分配控制策略

分布式电驱动履带车辆的驱动电机数目多、分配维数高,主电机故障时,会严重破坏行驶的平顺性和稳定性,影响驾驶安全.针对主电机故障时动力重分配的问题,采用一种规则与故障因子约束分配律相结合的分配方法,提出了一种容错分配控制策略,提高电机故障时的动力性和安全性.然后构建了Matlab与RecurDyn联合仿真模型,进行了主电机故障时的直线和转向行驶仿真实验,表明所提出了容错控制策略能够大大提高车辆行驶的安全性和稳定性.     

时变载荷下履带车辆传动箱振动响应仿真

为了掌握某型履带车辆传动箱箱体在运行过程中振动响应的敏感位置,在RecurDyn中建立了齿轮传动系统虚拟样机仿真模型,并利用试验值进行了验证。利用HyperMesh对传动箱箱体进行了有限元前处理,并导入ANSYS进行模态分析,得到了箱体低阶固有频率以相应振型。将RecurDyn动力学求解得到的各轴承座处的时变载荷,输入到箱体有限元模型中,实现了RecurDyn和ANSYS的有效结合,提高了仿真的效率,得到了时变载荷下箱体振动加速度的分布情况,为该传动箱体振动测试测点的选择提供了依据。     

独立转向与驱动无人装甲车操稳性分析

为了提高军用车辆在恶劣环境中行驶的操纵稳定性,自行设计了一款线控独立转向与驱动无人装甲车辆。基于多体系统动力学理论,在ADAMS/Car中建立线控独立转向与驱动无人装甲车辆悬架、轮胎、转向等子系统模型,并由相应的通讯器建立整装虚拟样机。以建立的虚拟样机模型和试制样车为研究对象,参照国家相关标准完成6项操纵稳定性仿真试验和实车试验,根据实车试验数据验证了仿真结果的正确性。通过分析线性二自由度理论模型推出瞬态响应影响因素并进行转向盘角阶跃输入试验对其定量分析。最后,通过优化后建立的新模型对整车操纵稳定性能进行重新评价。结果表明:优化后在一定程度上改进了车辆的瞬态响应特性,其操纵稳定性能得到相应的提升。     

装甲车辆电传动仿真调用MATLAB引擎的实现

为实现装甲车辆电传动仿真的可视化及良好的人机交互界面,介绍了MATLAB引擎、引擎库函数及VC调用Matlab引擎的方法.采用VC编写软件主界面,利用Matlab/Simulink建立仿真模型进行仿真计算及绘图,使用虚拟现实构造语言-Virtual Reality Modeling Language(VRML)进行虚拟行驶场景设计,此软件设计方法提高了编程效率,缩短了软件开发周期.     

军用履带车辆电传动匹配计算

为给军用履带车辆电传动部件选型提供理论依据，对某车型的双侧电机传动方案中驱动用永磁同步电动机及主要部件的性能参数进行了匹配计算，并根据车辆对驱动系统大转矩和宽调速范围的要求，提出了驱动电机必须具备的过载能力和弱磁能力，最后利用仿真手段验证了计算方法的有效性。     

基于模糊控制的6×6滑动转向无人地面车辆轨迹跟踪控制算法

针对滑动转向无人地面车辆的轨迹跟踪控制问题,考虑其横向运动不可控的特点,采用解耦设计方法,对车辆沿x轴的纵向运动和绕z轴的旋转运动分别进行控制,根据模糊控制理论,设计了包括车辆纵向速度模糊控制器和偏航角速度模糊控制器在内的轨迹跟踪控制器.为确保运动平稳,防止车轮打滑,引入了受限控制策略,对纵向速度和偏航角速度进行PD闭环控制,保证车辆运动所需的总的纵向驱动力和偏航扭矩,并采用平均分配的方法将纵向驱动力和偏航扭矩分配为6个车轮驱动扭矩命令值.通过RecurDyn软件建立了车辆虚拟样机动力学模型,并采用联合仿真的方法对所提算法进行了仿真,结果表明该算法是有效的.