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原文传递多轴车辆传动性能综合测试系统若干关键技术研究

论文题名：	多轴车辆传动性能综合测试系统若干关键技术研究
关键词：	多轴驱动车辆;传动性能;综合测试系统;动力学模型
摘要：	多轴驱动车辆在大型工程建设、重型设备运输、军事武器装备等领域占有着非常重要的市场和地位，而多轴车辆传动性能综合测试系统作为检验多轴驱动车辆底盘传动系统性能及可靠性的主要设备之一，其在加快我国多轴车辆新产品的自主研发中起到了关键作用。　　本文以某“大功率动力传动装置综合性能试验系统”项目为依托，针对多轴车辆传动性能综合测试系统的系统设计原则和若干关键技术进行了分析、研究。研究涉及到的关键技术主要包括试验系统建模及多轴转速同步控制、整车试验用多轴车辆动力学模型和基于载荷分配的多轴电惯量模拟方法三个方面。全文具体研究内容如下: 　　1)根据多轴车辆传动性能综合测试系统的试验要求及系统特点，提出了试验系统的设计原则，包括设备参数选择、试验流程设计和测控原理设计。其中对于设备参数选择部分，提出了通过系统设备与试验对象之间的惯量匹配方法对系统设备参数进行优化，并给出了具体的惯量匹配原则。在试验流程及测控原理方面，本文提出了管理+控制的分层试验流程体系及工业以太网+现场总线的系统测控网络，并从保证测控实时性的角度对系统功能进行了分析，对试验系统功能进行了实时性等级分类。　　2)从系统模型角度出发，对多轴车辆传动性能综合测试系统转速同步控制方法进行了研究，并给出了任意试验系统控制模型的整体建模方法。同时以3轴车辆的传动试验系统控制模型为例，分析了多轴试验系统的设备离散性、模型耦合性和试验对象多样性等因素对多轴转速同步的影响，并根据试验系统的整车试验要求，设计了基于差速反馈的负载力矩补偿算法，实现了多轴转速的同步控制，并通过仿真分析说明了方法的可行性。　　3)通过对多轴车辆传动性能综合测试系统整车试验的要求及特点进行研究，提出了三种不同的多轴车辆动力学模型，用于进行不同类型的整车试验。其中多轴车辆单自由度模型，只考虑车辆前进方向单一自由度，适用于普通路面的直线行驶类车辆试验;通过进一步增加竖直方向和俯仰方向两个自由度，提出了多轴车辆三自由度动力学模型，用以适应复杂路面地形的整车直线行驶类试验。通过结合试验系统自身特点，进一步提出了多轴车辆转向试验模型，可用于进行简单的整车转向试验模拟。本文在提多轴车辆模型的同时，通过仿真分析的方法对模型的正确性进行了初步验证。　　4)通过对多轴车辆的运动状态进行分析、研究，提出在进行多轴车辆整车试验时，应采用基于载荷分配的多轴电惯量模拟方法。本文通过理论分析，给出了车辆在不同行驶状态下的载荷分配系数的具体计算方法。并根据逆动力学和速度跟随两种单轴电惯量模拟方法的结构特点，提出了由单轴电惯量模拟向多轴电惯量模拟的扩展应用方法，最后通过仿真分析和试验验证说明了方法的可行性。
作者：	杨勇
专业：	机械工程及其自动化
导师：	周晓军
授予学位：	博士
授予学位单位：	浙江大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文