高速履带车辆在坚实地面转向机理研究

运用系统分析的方法,研究坚实地面条件下高速履带车辆转向过程理论及其计算机仿真。以履带滑动转向理论为基础,考虑影响履带车辆转向的诸多因素(质心位置、负荷分布等),建立了履带车辆转向过程动力学模型。并为求解模型中的微分一代数混合方程,编写相应程序进行了仿真计算,对高低速2种情况下高速履带车辆的转向过程进行了计算机仿真实验,仿真计算的结果与实车野外实验的结果呈现一致性。特别在分析履带车辆高速转向过程中研究了离心力通过履带接地压力而对履带车辆转向过程的影响。     

履带车辆转向功率与直驶功率对比分析

履带车辆转向与轮式车辆转向有着本质的区别.履带车辆转向时的功率消耗较直线行驶功率消耗要大的多.提出了转向功率比的概念,建立了考虑高速履带滑转、低速履带滑移条件下履带车辆转向功率比的计算模型.通过对模型简化与推导,得到考虑履带滑转、滑移实际条件的模型与不考虑履带滑转、滑移理论模型的等价关系.对安装不同转向机构履带车辆的转向功率比进行了分析.通过在3种典型地面条件下对现有的具有有限个规定转向半径车型的示例计算,得到履带车辆转向功率消耗为直线行驶功率消耗的1.63～3.24倍的结论.     

履带车辆转向性能指标分析及实验研究

转向性能是评价履带车辆机动性的重要指标之一.文中针对转向角速度、转向半径和转向消耗功率3个指标,分别在不考虑履带滑转滑移的理想条件下和考虑履带滑转滑移的实际情况下,对履带车辆的转向性能进行了讨论和分析,对2种条件下履带车辆的转向性能的变化进行了比较.为了对履带车辆在转向过程中履带的滑转和滑移程度进行定量的分析,定义了履带的滑转和滑移系数.通过实车实验,对分析结果进行了验证.     

集中载荷条件下的履带车辆转向分析

研究履带接地段滑动条件下履带车辆稳态转向问题。基于履带接地压力除均匀分布外另一典型分布-集中载荷条件,推导了转向所需牵引力、制动力、转向阻力矩、转向半径、转向角速度的表达式。采用迭代法求解转向平面运动方程,计算结果与实车实验进行了对比。结果表明,滑动模型反映了实际转向过程机理,可用于预测转向物理量取值区间。     

履带车辆加速性性能泛函及数值求解

履带车辆推进系统传动装置的优化匹配是提高车辆机动性的关键。为改善履带车辆的动力性能,将履带车辆加速过程抽象为性能泛函取极值的数学问题,提出了有级变速传动的加速性能泛函数学表征。考虑履带车辆内部及外部约束条件,采用全局优化的遗传算法,对不同加速性能权重指标下的最优加速性速比进行数值求解,对比分析速比优化前后履带车辆的加速性。结果表明,泛函优化后的速比使得车辆0～32 km/h加速时间缩短了7.89%,验证了泛函分析设计方法对优化履带车辆动态加速过程的有效性。     

考虑履带滑动的转向过程仿真与试验验证

为了准确分析履带车辆的转向性能,建立了考虑履带滑动的转向过程动态模型,分析计算了履带与地面之间的牵引力、制动力以及转向阻力矩、转向半径、转向角速度等运动学和动力学参数的变化规律。研究表明:考虑履带滑动时的转向半径是理论计算值的1.5倍左右,转向角速度是理论值的67%左右。试验结果证明了所建立的转向模型的可信性。     

履带车辆转向过程仿真与试验研究

分析了简化条件下和考虑滑转滑移条件下履带车辆在坚实地面上的转向过程,对比计算了2种条件下转向时的牵引力、制动力、转向阻力矩和转向半径,并通过实车试验进行检验.结果表明,滑动模型揭示了履带车辆转向机理,与试验结果较为吻合.     

油门开度变化对零差速式双流传动转向动态特性的影响

考察履带车辆转向期间增大发动机油门开度对转向动态特性的影响,基于Matlab/Simulink对油门开度变化转向过程的动态特性进行了仿真分析,应用VBOX试验测试系统设计了某履带车辆转向试验。试验结果表明:通过增大发动机油门开度可以使车辆转向角速度增大,进而缩短转向所需时间;转向阻力较大时,可以采取增大油门的方式提高主动轮转矩,克服不良转向条件,但无法获得更小的转向半径。     

履带车辆转向期间的自动换档

讨论了履带车辆在转向期间实现换档的必要性和可能性,介绍了一个使用二级行星转向机的履带车辆,在转向期间自动换档的控制系统及其试车情况,并论述了采用双流转向机构后进行自动换档的控制策略。     

履带车辆转向性能指标修正与实验

基于滑转滑移理论对履带车辆转向性能指标进行分析,针对工程简化转向性能指标的误差进行修正,给出转向阻力矩、转向牵引力及制动力、转向半径和转向角速度的修正系数,结合实车实验数据对修正系数进行验证,表明修正系数的可靠度可达到0.96以上。     

基于逆动力学分析的履带车辆行驶路面测量方法研究

履带车辆行驶路面多为山地、丘陵等非人工构筑路面。以该类行驶路面为研究对象,利用Kane-Huston方法对履带车辆进行逆动力学分析,给出履带车辆行驶路面的测量原理,在此基础上设计一种间接进行行驶路面测量的方法,并在某车辆试验场预设行驶路面进行实地测量。通过测量结果的计算和比较,证明该方法是切实可行的。     

交互多模自适应容积Kalman滤波算法设计及履带车辆跟踪应用

为满足履带车辆作为机动目标的实时跟踪和对目标速度、航向角的准确估计,针对测量值含有相关乘性噪声,采用新息分析法依据噪声相关系数已知和未知改进容积Kalman滤波算法。考虑到单模型滤波器难以准确地实现机动目标的跟踪,采用交互式多模型算法对履带车辆运动轨迹进行描述,提出一种交互式多模自适应容积Kalman滤波算法。仿真表明交互式多模型自适应容积Kalman滤波算法对车辆机动具有稳定的跟踪效果且乘性噪声得到有效处理。     

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。     

履带车辆地面牵引力的计算与试验验证

为研究履带车辆在砂土路的行驶特性,分析计算其直线行驶时的履带牵引力与滑转率的关系,根据履带车辆地面接地压力分布试验测试结果,建立了接地压力简化模型,提出了一种履带车辆地面牵引力的计算方法。结合土壤参数试验测试结果,计算得到履带车辆每个负重轮下地面牵引力以及整车的地面牵引力与滑转率的关系,并进行了地面牵引力实车试验,测试结果和计算结果的一致性验证了计算模型的可信性,为履带车辆行驶载荷的计算奠定了基础。     

基于蒙特卡罗方法的履带车辆-地面系统随机虚拟样机建模及应用

为了更真实地反映系统的随机因素,提出一种结合随机模拟分析技术与确定性虚拟样机模型的随机虚拟样机模拟方法.基于相对坐标法建立高速履带车辆动力学模型,详细描述履带-地面之间的相互作用关系,考虑了负重轮重复加载对地面变形及接地压力分布的影响.结合履带车辆接地压力分布的计算实例,说明履带车辆随机虚拟样机模型的建模方法、步骤,给出了考虑地面土壤特性参数不确定性时,履带车辆接地压力的区间分布及概率密度分布的计算结果,为不确定环境下履带车辆地面牵引特性及越野机动性评估奠定基础.     

某型军用履带车辆行驶强化试验仿真技术研究

以某型履带车辆为例,通过建立其虚拟样机,构造虚拟数字路面,进行履带车辆强化行驶试验仿真,获得零部件载荷时间历程。基于仿真结果,利用有限元与疲劳寿命分析软件,计算车辆零部件的疲劳寿命,再通过比较分析获得履带车辆在几个典型路面下的强化系数。研究结果对于新型履带车辆的开发及现役履带车辆维修保障具有参考价值。     

履带车辆中心转向模型研究

研究履带车辆计及打滑条件下中心转向的运动学及动力学特性,给出了牵引力、转向阻力矩、实际转向角速度的数学表达式,深入分析了转向半径(0～B/2)时的转向阻力系数模型,推导了中心转向克服外阻力消耗功率公式,可作为转向机构载荷计算的基础.     

履带车辆动力性计算的数学模型

以发动机动力特性计算式为基础,推导出履带车辆动力性参数计算的数学模型,为今后履带车辆设计,以及动力性能的工程计算分析提供了数学方法,并通过计算机编程对某型车辆进行了计算,结果表明该方法具有较高的准确度和工程实用性。     

履带车辆负重轮路面反应谱的测试方法

阐述了直接在履带车辆负重轮轴上安装传感器测量路面反应谱的一种简便方法。通过实际的测量和分析获得了几种路面的反应谱,为履带车辆悬挂系统的振动实验提供了仿真计算依据。实验证明该测试方案及数据处理方法切实可行。     

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。