电动叉车线控转向系统的设计

叉车多用于拥挤的厂房、码头等地,货物沉重,因此需具备良好的转向特性。线控转向系统对以往的转向系统进行了改善,能够达到叉车的灵活性与稳定性的要求。根据理想传动比的概念,以叉车线控转向系统为研究对象,结合叉车自身特点与对转向特性的要求,设计以车速、方向盘转角为变量的变传动比函数,运用模糊控制策略建立传动比函数。此设计进一步改善了叉车转向系统的转向性能,提高了保证系数。根据TE30型托盘搬运叉车的数据进行实际计算和分析,利用模糊控制的方法设计的传动比函数能够根据车速与方向盘转角精确地计算出相应的传动比,使转向轮获得相应的转角,满足叉车对转向特性的要求。     

基于轮边电机4WID电动汽车线控转向控制策略

对电动汽车的线控转向系统结构和基于两自由度的车辆动力学模型对线控转向稳态增益不变的理想转向传动比进行了设计;同时,利用MATLAB/Simulink建立线控转向系统数学模型和主动转向控制策略。在主动转向控制中,通过理想转向传动比和模糊滑模变结构动态稳定性主动控制算法,控制补偿轮边转向电机的转角。通过正弦输入的仿真试验表明,以理想转向传动比为基础,设计的此算法能满足车辆前轮转角实时补偿的需求,进而可有效提高了汽车的行驶稳定性。     

汽车线控转向系统转向控制研究

针对汽车线控转向系统在转向盘和转向轮之间不存在机械连接的问题,进行适当的转向控制,使转向轮转角与转向盘转角的关系根据行驶状况实时调整.分析了线控转向系统转向控制的实现结构、工作原理和控制目标.从车辆动力学与控制的角度归纳分析了转向控制的内容,包括转向传动比算法、车辆稳定性控制、四轮转向控制、路径跟踪控制和转向电动机控制算法等方面,分析了经典控制方法、鲁棒控制方法、滑模控制方法、智能控制和分数阶PID控制等多种控制方法.分析了线控转向系统转向控制的试验技术,指出了转向控制研究的应用前景和发展趋势.结果表明:线控转向系统进行适当的转向控制能提高汽车操纵稳定性.     

线控转向系统前轮转角控制策略研究

针对汽车线控转向车辆,以四轮转向车辆模型为基础,将四轮转向车辆的横摆角速度和质心侧偏角作为参照控制目标,研究了线控转向车辆转向传动比在车速以及转向盘转角发生变化时,随车辆转向特性变化而进行优化设置的问题。仿真结果表明,基于参考模型横摆角速度反馈控制方案设置的变传动比控制整体性能最好。     

基于意图辨识的线控汽车紧急转向控制方法

针对线控转向汽车在紧急转向时,按理想转向传动比控制得到的横摆角速度动态响应慢、超调量大、稳定时间长的问题,提出了一种基于驾驶员转向意图辨识的横摆角速度反馈控制方法.该方法在正常转向时,车辆按照理想转向传动比控制;在紧急转向时,在理想转向传动比控制基础上,叠加横摆角速度反馈控制.车辆紧急转向引入驾驶员转向意图辨识环节,以判定何时叠加横摆角速度反馈控制.转向意图辨识利用多维高斯隐马尔可夫模型建模,通过离线训练参数、在线辨识识别的方式实现.实验验证结果表明:该方法能够有效降低线控汽车瞬态转向响应的超调量、减少稳定时间.     

基于CarSim的线控转向汽车理想传动比的设计研究

为设计线控转向汽车的理想转向传动比,以提高汽车转向时的操纵稳定性,基于Car Sim实车模型进行车辆特性化仿真分析,推导了实际横摆角速度增益的计算公式,以此为基础对线控转向系统的变角传动比特性进行分段研究。中低速段采用定增益法,将遗传算法与汽车操纵稳定性评价指标相结合,优化从方向盘转角到汽车响应的固定横摆角速度增益,以作为中低速段理想传动比的设计依据;中高速段提出将横摆角速度增益与侧向加速度增益按可变权重共同控制的方法设计理想转向传动比。通过Car Sim/Simulink联合仿真,选取双移线实验工况、角阶跃实验工况及稳态加速回转实验工况对控制方法进行验证。实验结果表明,基于所提出的实际横摆角速度增益,采用横摆角速度增益与侧向加速度增益相结合的方法分段设计理想传动比,能够减轻驾驶员的转向驾驶负担,提高汽车转向时的操纵稳定性。     

三轮全转向叉车的转向控制策略研究

文章以三轮全转向叉车转向系统的转向性能为研究对象,以线控转向系统整车二自由度模型为基础,结合叉车自身特点与转向要求,提出了前后轮等角反向转动控制、横摆角速度反馈控制2种控制策略。根据TFC20全向前移式电动叉车的实际数据,给出了基于车速、车轮转角的三轮全转向叉车转向系统性能的仿真对比分析。仿真结果表明,前后轮等角反向转动控制有效改善了传统三轮叉车机动性能,提高了叉车操纵灵活性;横摆角速度反馈控制有效改善了传统三轮叉车的横向稳定性,提高了叉车操纵稳定性。     

基于姿态预测的线控转向变传动比侧翻控制的研究

在车辆上增加侧防翻控制能够有效地增强汽车的主动安全性能。运用AR模型测量车辆的行驶参数,在车身姿态参数测量基础上短期地对参数做出预测。以预测结果为依据设定汽车侧翻安全区间以控制汽车。在线控转向(steer-by-wire)控制器中建立控制策略,改变传动比让SBW系统提前反应,从而防止车辆侧翻,避免危险行驶状态。仿真结果显示侧翻控制能较好地保持汽车操纵稳定性,而又不影响汽车安全行驶。该控制能有效地抑制汽车侧翻及提高车辆的主动安全性能。     

汽车线控转向系统实验平台开发

为了满足车辆工程专业建设新工科的要求,该文开发了优化转向传动比和转向路感的汽车线控转向系统实验平台。首先,分析了实验平台的设计目标、总体方案和工作原理。然后,进行了驾驶员路感模拟模块、转向执行模块、线控转向控制模块和转向轮转向阻力模拟模块设计和实验平台人机界面设计。最后,分析了路感实验和转向回正实验。实验平台用于汽车电子控制技术等课程实验教学,提高学生的工程意识、实验能力、创新设计能力和产品开发能力。     

线控转向系统路感模拟及硬件在环仿真试验

线控转向(steer-by-wire,SBW)系统由于取消了转向盘与转向轮之间的部分机械连接,需要对路感进行模拟设计。文章通过分析路感的影响因素,对路感进行了设计;基于LabVIEW PXI平台搭建了线控转向系统路感模拟硬件在环仿真平台,选取双纽线试验和中心区特性试验进行了硬件在环仿真试验。试验结果表明,该文提出的路感模拟方法能够给驾驶员提供良好的路感,满足汽车低速行驶时转向轻便和高速行驶时路感清晰的要求,搭建的硬件在环仿真平台可以方便地用于线控转向系统的研发。     

基于稳态增益的主动转向系统可变传动比模型

分析了主动前轮转向系统双行星齿轮机构的工作原理,根据前轮转角的合成机理,分别建立了方向盘转角和叠加转角的运动学模型,通过比较单、双行星齿轮机构输出轴与输入轴的转速差,发现双行星齿轮机构比单行星齿轮机构的传动效率高,从而进一步推导出基于双行星齿轮机构的电机转角随方向盘转角及传动比的变化关系;为了改善汽车的动态转向特性及其在高速直线行驶时的抗干扰能力,以车速为输入变量,参考车辆系统稳态增益的变化范围,构建了可变传动比计算模型.MATLAB/Simulink仿真结果表明:通过该模型计算得到的转向系统角传动比能够随着汽车行驶工况灵活变化,主动调整前轮转角,提高了汽车的操纵轻便性和行驶安全性.     

线控转向稳定性控制设计

在线控转向系统中,方向盘和车轮相互独立,为车辆实现最佳的稳定性提供了很大的设计空间.本文通过Simulink和CarSim软件联合仿真建立了带有线控转向系统的车辆模型,对车辆模型进行了稳定性分析;提出了基于线控转向系统的主动安全控制算法;通过CarSim和LabVIEW联合建立的硬件在环试验平台实现了整车仿真数据与硬件台架信号的互相通信,并验证了主动安全控制算法.这为线控转向车辆稳定性的研究提供了一种新的思路和方法.     

可调减振器及其模糊控制方法初探

车辆振动不仅影响了车辆的行驶平顺性而且还影响了车辆的操纵稳定性传统的被动悬挂由于其阻尼、刚度等结构参数不能随车辆行驶工况的改变而改变,因而在减小车辆振动、提高其行驶平顺性方面受到较大的限制本文介绍了一种用于车辆半主动悬挂系统的阻尼可调的减振器及其工作原理,并对实现阻尼调节的模糊控制方法进行了理论探讨根据车辆行驶平顺性要求,对以减振器工作缸上下腔压力差及其变化率为控制器输入的模糊控制规则进行了分析,得出了初步的模糊控制规则表理论上实现了车辆悬挂系统阻尼随车辆行驶工况的变化而改变对变阻尼减振器及其控制方法的设计、研究具有一定的指导意义     

基于模糊控制的三轮全转向叉车转向研究

目前对三轮全转向叉车的研究一般集中在研究车辆模型,但缺乏考虑转向规律是否符合阿克曼转向定理,也缺乏对各类工况下的叉车转向分析,尤其是负载情况下的叉车转向分析。文章以车辆的二自由度线性模型为基础进行展开研究。整车系统仿真的输入为方向盘转角,模糊控制器以质心侧偏角等于0为控制目标来控制后轮转角,同时用阿克曼转向定理来调整左前轮和右前轮转角,由此实现三轮全转向。最后通过对各种转向工况下的仿真,验证了模糊控制转向策略的有效性。     

可调减振器及其模糊控制方法初探

车辆振动不仅影响了车辆的行驶平顺性而且还影响了车辆的操纵稳定性,传统的劝悬挂由于其阻尼、刚度等结构参数不能随车辆行驶工况的改变而改变, 减小车辆振动、提高其行驶平顺性方面受到极大的限制,本文介绍了一种用于车辆半主动悬挂系统的阻尼可调的减振器及其工作原理,并对实现阻尼调节的模糊控制方法进行了理论探讨,根据车辆行驶平顺性要求,对以减振器工作缸上下腔压力差及其变化率为控制器输入的模糊控制规则进行了分析,     

叉车制动系统故障及排除方法

叉车,是一种在工业上专门对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的轮式搬运车辆,广泛应用于港口、机场、工厂车间和仓库等地方,具有高效率、低成本、高可靠性以及服务便利等诸多优点,使用好和维护好叉车不但能延长其使用寿命还可以大大的提高工作效率。制动系统是叉车安全行驶的保证,其技术状况的好坏,直接影响到运行安全及运输效率。因此,要求制动系统工作绝对可靠。     

线控转向变传动比控制对车辆操纵稳定性的影响

为改善车辆的转向特性,提出了线控转向理想转向传动比控制规律的3种方案:方案1为期望横摆角速度增益不变的变传动比控制规律,方案2为期望侧向加速度增益不变的变传动比控制规律,方案3是由方案1与方案2按照一定的比例综合得到的控制规律.将这3种传动比控制规律引入整车模型,在Matlab/Simulink中对整车模型进行仿真,分析了不同传动比控制对整车操纵稳定性的影响,得到了各种变传动比控制规律的优缺点.仿真结果表明方案3的整体性能最优.     

汽车线控转向系统的路感反馈技术综述

汽车线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,通过力反馈装置提供转向时的转向盘阻力矩以实时提供路感反馈.路感反馈是线控转向系统的核心技术之一.总结了线控转向系统的国内外研究现状、实现线控转向系统路感反馈的几种典型结构和路感产生的机理,分析了线控转向系统路感反馈的多种控制算法和控制方法;研究了线控转向系统路感反馈的实验方法,为研发线控转向系统提供了参考.     

基于新型趋近律的智能无人车辆线控转向系统滑模控制

路径跟踪是智能无人车辆的关键技术之一，其中，对线控转向系统的精确控制是影响智能无人车辆路径跟踪精度的重要因素.为提升线控转向系统在未知扰动下的转角动态响应性能和路径跟踪精度，本文基于一种新型趋近律设计了改进滑模控制方法并应用于线控转向系统.首先，考虑模型不确定、系统摩擦和齿条力建立线控转向系统数学模型.然后，分析得到滑模趋近律的设计原理，通过设计参数调节函数构建了一种新型滑模趋近律实现趋近速度的动态调节，并对比分析了其在离散形式下的性能.最后，针对线控转向系统，设计改进滑模控制方法.仿真和试验结果表明，改进滑模控制方法能够改善线控转向系统对转角的动态响应性能，提高路径跟踪精度.     

融合自识别功能的商用车线控制动系统

针对传统线控制动系统缺乏自适应识别车辆特征信息和硬件模块连接数量的问题,研究了一种融合自识别功能的线控制动系统,包括多个压力调节阀、轮速传感器、转向角传感器和中央控制单元,通过中央控制单元自动识别制动系统硬件部件的连接状态,使得制动系统能够选择适宜的工作模式,将车辆以40 km/h的速度分别在附着率为0.8和0.4的路面行驶,完成检测识别挂车是否连接在牵引车上、识别传动轴上轮速传感器和压力调节模块和识别转向角传感器和横摆率传感器的实车测试。结果表明,当车辆采取紧急制动时,带有自识别功能的线控制动系统利用中央控制单元能够通过CAN(controller area network)总线检测到轮速传感器、压力调节模块、转向角传感器等硬件的连接状态,并将CAN通信信号反馈到制动总阀,为车辆提供有效的制动力,并且系统在高附着路面的调节能力优于在低附着路面的表现。