工程車輛線控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)響應特性研究.pdf

1、本課題以工程車輛線控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為研究對象，由于工程車輛所行駛的路況相對惡劣，具有不確定性和隨機性，所以轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能既影響了駕駛?cè)藛T的安全性、操縱性和舒適性，又影響了轉(zhuǎn)向的準確性、穩(wěn)定性和響應速度。為了保證工程車輛在任何路況下車輪都能穩(wěn)定快速和準確的轉(zhuǎn)到指定位置，即使車輛在停車時，轉(zhuǎn)動方向盤也能使車輪輕松的轉(zhuǎn)動，所以要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有較高的性能。目前國內(nèi)外主要從事電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面的研究，部分國內(nèi)外學者研究了線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

2、路感反饋控制方法、汽車轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性控制和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)前輪橫擺穩(wěn)定性等，缺乏對線控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)響應特性的研究，而線控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是新型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有占用空間小、布局緊湊且方便安裝等優(yōu)點，目前是工程車輛發(fā)展的主流。因此，有必要對線控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進一步研究，從而提高該系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性。
　　本文首先介紹了線控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相關原理、電液比例換向閥的結(jié)構(gòu)功能和控制策略的相關知識。其次，對本研究系統(tǒng)的液壓結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)進行分析，合理的安

3、排本研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，且建立了液壓系統(tǒng)和液壓元件的數(shù)學模型及仿真模型。第三，對PID控制器、模糊控制器以及模糊自適應PID控制器的相關結(jié)構(gòu)和功能進行研究，利用仿真軟件 MATLAB/Simulink建立三種不同控制器的模型。利用仿真軟件AMESim的HDC（Hydraulic Component Design）庫建立了液壓系統(tǒng)的仿真模型。第四，選用Simulink和AMESim兩款軟件進行聯(lián)合仿真，通過仿真分析，比較三種控制算法對工程車輛

4、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)響應特性的影響。最后，對比例閥的原理和結(jié)構(gòu)功能進行分析，經(jīng)過一些合理而必要的簡化，利用AMESim和Simulink兩款軟件進行聯(lián)合仿真，分析工程車輛液壓系統(tǒng)中的比例閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)對本研究系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響。
　　本文通過仿真分析得出：模糊自適應PID控制策略的效果要優(yōu)于模糊控制和PID控制。比例閥的閥芯質(zhì)量、彈簧剛度和閥芯直徑對本研究系統(tǒng)的響應速度和穩(wěn)定性有著非常大的影響，而彈簧預緊力對其響應速度和穩(wěn)定性影響不大。此研