履帶車輛雙泵馬達驅動系統(tǒng)轉向控制策略研究.pdf

1、采用液壓傳動作為主傳動的高速靜液驅動履帶車輛符合未來戰(zhàn)場的需要，研制靜液驅動履帶車輛具有重要意義，而其轉向控制是必須解決的關鍵性技術問題。本課題以履帶車輛雙泵馬達驅動系統(tǒng)為研究對象，通過建立數(shù)學模型設計了轉向控制系統(tǒng)，對其轉向控制策略進行了理論研究。
　　對系統(tǒng)分塊建立了數(shù)學模型。對泵馬達系統(tǒng)的工況進行了探討，并依據(jù)液壓控制系統(tǒng)原理，完成了變量泵變量馬達系統(tǒng)的建模；根據(jù)履帶車輛動力學分析，首先建立了簡化的履帶車輛動力學模型；然后考

2、慮了履帶滑移滑轉和離心力，建立了更符合實際的車輛動力學模型。
　　對雙側獨立驅動的履帶車輛的理論控制方案進行了分析和設計，采用了控制兩側馬達轉速的方案。然后通過仿真分析了履帶滑移滑轉和轉向離心力對轉向的影響。針對實際模型，設計了合理的整車行駛控制系統(tǒng)，通過控制車輛兩側的速度，消除了履帶滑移的影響，能準確實現(xiàn)駕駛員輸入的轉向指令。對系統(tǒng)設計了PID控制器，分析了PID控制下的系統(tǒng)響應特性。
　　針對PID控制器的不足，提出了采

3、用模型預測控制器（MPC Controller）的策略，并利用MATLAB設計了模型預測控制器，通過分析不同控制器參數(shù)下的系統(tǒng)響應，對控制器設置了合理的參數(shù)。仿真表明模型預測控制器能大大改善系統(tǒng)的動態(tài)響應特性，響應時間從PID控制的5.7s減小為1.19s，且更平穩(wěn)。然后指出了單MPC控制器的問題，難以適應全工作范圍。在此基礎上設計了Multiple MPC Controllers，系統(tǒng)運行時在多個MPC控制器之間切換，設計了控制器的切

4、換機制，仿真表明切換是正確且平穩(wěn)的。
　　對靜液驅動履帶車輛的三種典型轉向工況進行了仿真分析，并和PID控制做了對比，驗證了模型預測控制器的優(yōu)越性，車輛轉向平穩(wěn)快速且準確，更重要的是使轉向操縱時間減小到了0.5s，提高了車輛的機動性。通過仿真得出了車輛在不同車速下能達到的最大轉向角速度，并擬合出相應的曲線作為控制曲線，通過編寫S-函數(shù)作為系統(tǒng)的速度控制策略，當駕駛員輸入的轉向角速度超出了履帶車輛在當前車速下能達到的最大轉向角速度時