工程车辆液压自动差速锁系统模型与控制策略研究

• 作 者: 李源
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 差速锁 分流阀 单泵—双马达系统 模糊PID控制 算法 动态仿真

工程车辆牵引动力学步入了液压牵引动力学研究的崭新阶段,研究目的是改善提高机器在动态条件下工作的适应能力,从而实现车辆性能指标的最优化,操纵的全面自动化和智能化,其核心内容为发动机变转速下,变量泵—变量马达系统的结构特性以及控制策略的研究。液压自动差速锁是模拟机械驱动桥式车辆所采用的自动差速锁原理,根据内外侧马达速差自动分流控制,防止某侧车轮打滑或马达超速。文章分析表明,常用分流阀等量分流无法满足工程车辆转向时防止某侧马达超速或车轮打滑的具体要求,因此对常用分流阀进行一定的改造,降低其分流精度,以适应工程车辆转向要求。同时,车辆单泵—双马达液压驱动时变非线性系统是一个多输入,多输出系统。把降低分流精度后的,具有差速锁功能的分流阀放入此系统中,经典的控制理论不能实施。针对随之出现的复杂多变量液压驱动控制问题,本文从理论研究的角度出发,简化系统,将系统变为单输入双输出系统,结合功率控制和工程实用的理想传动控制结构,对车辆单泵—双马达液压驱动系统进行流量差自动控制。文中对牵引车辆进行直线行驶和转向行驶的运动学和动力学分析;对机械式差速器进行运动学和动力学分析;对分流阀进行静态和动态特性分析,建立其数学模型,进一步提出具有自动差速锁功能的分流阀,并将其放置于已有的车辆单泵—双马达液压流量耦合系统的非线性数学模型。在Matlab/Simulink软件下建立简化后的单泵—双马达分流阀分流流量耦合系统模糊自适应PID控制计算机仿真模型,对该控制方法进行仿真,获得较佳的动、静态性能,表明其工程实用性。最后分析了控制方法中的各参数对系统性能的影响,在已有的公式基础上给出了选择控制参数的一般性原则。