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工程车辆线控液压转向系统响应特性研究
| 论文题名： | 工程车辆线控液压转向系统响应特性研究 |
| 关键词： | 工程车辆;线控液压转向系统;响应特性;控制策略;仿真分析 |
| 摘要： | 本课题以工程车辆线控液压转向系统为研究对象，由于工程车辆所行驶的路况相对恶劣，具有不确定性和随机性，所以转向系统的性能既影响了驾驶人员的安全性、操纵性和舒适性，又影响了转向的准确性、稳定性和响应速度。为了保证工程车辆在任何路况下车轮都能稳定快速和准确的转到指定位置，即使车辆在停车时，转动方向盘也能使车轮轻松的转动，所以要求转向系统具有较高的性能。目前国内外主要从事电动助力转向系统和电控转向系统方面的研究，部分国内外学者研究了线控转向系统路感反馈控制方法、汽车转向稳定性控制和线控转向系统前轮横摆稳定性等，缺乏对线控液压转向系统响应特性的研究，而线控液压转向系统是新型的转向系统，具有占用空间小、布局紧凑且方便安装等优点，目前是工程车辆发展的主流。因此，有必要对线控液压转向系统进一步研究，从而提高该系统的快速性和稳定性。 本文首先介绍了线控液压转向系统的相关原理、电液比例换向阀的结构功能和控制策略的相关知识。其次，对本研究系统的液压结构和机械结构进行分析，合理的安排本研究系统的结构，且建立了液压系统和液压元件的数学模型及仿真模型。第三，对PID控制器、模糊控制器以及模糊自适应PID控制器的相关结构和功能进行研究，利用仿真软件 MATLAB/Simulink建立三种不同控制器的模型。利用仿真软件AMESim的HDC（Hydraulic Component Design）库建立了液压系统的仿真模型。第四，选用Simulink和AMESim两款软件进行联合仿真，通过仿真分析，比较三种控制算法对工程车辆转向系统响应特性的影响。最后，对比例阀的原理和结构功能进行分析，经过一些合理而必要的简化，利用AMESim和Simulink两款软件进行联合仿真，分析工程车辆液压系统中的比例阀内部结构参数对本研究系统动静态特性的影响。 本文通过仿真分析得出：模糊自适应PID控制策略的效果要优于模糊控制和PID控制。比例阀的阀芯质量、弹簧刚度和阀芯直径对本研究系统的响应速度和稳定性有着非常大的影响，而弹簧预紧力对其响应速度和稳定性影响不大。此研究可为工程车辆线控液压转向系统的理论研究提供借鉴作用。 |
| 作者： | 常福 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 方桂花 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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