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[学位]

重型车辆线控液压助力转向系统设计及控制策略研究

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Author:

孙丁 (孙丁.)

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学位论文库

Abstract:

助力转向系统是重型车辆的重要组成部分,现有助力转向系统的方向盘和轮胎部分通过机械连接,存在着设计复杂,能耗高、修改困难等缺点。近年来,随着电子技术的快速发展,从飞机电传操纵上发展而来的线控助力转向技术得到人们的关注,采用线控助力转向,减少了系统的复杂度,实现转向系统的分布式和智能化控制。同时,对于重型车辆来说,由于其转向阻力较大,因此一般采用液压助力转向。分析现有液压转向方案,其转向系统多采用阀控系统,而阀控系统具有能耗较高,系统复杂等缺点,而泵控系统由于减少了液压阀的使用,提高系统能量利用率,降低系统复杂度。本文将线控技术和泵控液压系统相结合,搭建重型车辆线控液压助力转向硬件在环试验台,并对重型车辆的线控液压转向的控制策略进行研究。本文主要研究内容包括:
在分析重型车辆线控液压助力系统的国内外研究现状和相关文献的基础上,针对采用比例阀或伺服阀的阀控系统以及采用双向泵的泵控系统存在缺点进行总结,提出了一种利用换向阀与单向泵组合实现双向泵的助力转向方案,并在此基础上对系统的软硬件进行设计,在设计完成后,对本文所研究的线控液压助力转向系统进行建模,并通过仿真验证了本文所提方案的可行性以及参数设计的合理性。在线控液压助力转向的系统设计的基础上,搭建了重型车辆线控液压助力转向硬件在环试验台。
对于采用泵控系统的线控液压助力转向系统,其系统是时变非线性,同时相比阀控系统,泵控系统存在响应较慢,这些问题也使得对转向系统的控制算法提出了较高的要求,控制器需要实现本课题所搭建的重型车辆线控转向试验台的快速稳定转向。本文在查阅相关文献后选择模糊PID作为本课题控制策略,并采用分段多次采集法对模糊PID控制器进行设计。实际运行过程中,由于电磁干扰,系统扰动等一些因素的影响,信号存在干扰,本文在分析信号类别基础上,设计了滤波器,对干扰进行消除。
在本课题所搭建的重型车辆线控液压助力转向硬件在环试验台上,采用所设计的模糊PID算法,对空载情况和变负载情况下的控制器进行了试验,并与传统PID进行对比。实验结果证明了本课题所提出的利用换向阀与单向泵配合实现双向泵的一种新型线控液压助力转向系统的可行性,并且所设计的模糊控制器平均幅频特性大于0.95,平均相频特性大于-0.35rad,比传统PID控制器在系统的动态性能以及稳态性能都具有更好的控制效果。

Keyword:

泵控系统 模糊控制 线控 助力转向

Author Community:

  • [ 1 ] 西安交通大学机械工程学院

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Basic Info :

Degree: 硕士

Mentor: 王孙安

Year: 2018

Language: Other

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30 Days PV: 41

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