【硕士论文】铰接式履带车机电液协同仿真研究.pdf

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1、摘要深海富钴结壳具有巨大经济价值，主要赋存于海山的侧表面，而海山地形十分复杂和崎岖，因此要求行走机构能够具有优良的可行驶性、机动性、牵引性以及良好的附着能力。本文采用铰接式履带车作为钴结壳开采的行走机构，提出其总体设计方案，包括整体机构方案、液压系统方案以及控制系统方案，并利用多刚体动力学软件ADAMS／A1W建立了铰接式履带车多刚体动力学模型。通过对铰接式履带车不同工况下的负载进行详细分析，完成了液压系统主要参数的计算。利用液压系统建模仿真软件MSC．EASY5构建了液压系统的动态模型。针对多路阀的流量微调特性受负载影响的问题，构建了多路阀流量稳定控制算法模型，仿真结果表

2、明该控制算法大大提高了系统的速度刚性。由于车辆在复杂路面上行驶受到各种复杂阻尼的耦合作用，极易发生跑偏。本文提出了一种以流量补偿和滑转率控制为内环和以方位控制为外环的控制策略。并在Matlab／Simulink下建立控制模型。通过研究ADAMS／ATV、MSC．EASY5和Matlab／Simulink三个软件之间的接口技术，成功的实现了铰接式履带车的机电液协同仿真。利用该平台，分别进行了不同路面工况下的行走仿真，仿真结果表明设计的控制算法能够有效的抑制车辆跑偏，消除方位误差。通过对比履带车辆空载运行和平地行走实验与协同仿真结果曲线，验证了履带车建模和协同仿真平台的正确性。

3、关键词：钴结壳、铰接式履带车，液压系统、直线行走控制、协同仿真ABSTRACTCobalt．richcrusthasahugeeconomicvaluewhichexistsmainlyonthesurfaceofthemarinehillswheretheterrainisverycomplex．SotherunningmachineshouldhaveabeRerperformanceofhightraction，maneuveringabilityandadvancedmobilityindifficultterrain．Thisarticleselectsartic

4、ulatedtrackedvehicleastherunningmachineforcobaltcrustminingandputsforwardthewholedesignplan，includingthemech—nicalstructure、thehydraulicdrivensystemandthecontr01system．BasedonthesoftwareADAMS／ATV,themulti—bodydynamicsmodelofarticulatedtrackedvehiclehasbeenestablished．Throughthedetailedanal

5、ysisofloadactingonthearticulatedtrackedvehicleunderdifferentworkcondition，themainparametersofthehydraulicsystemiSconfirmed．BasedonthesoftwareMsc．EASY5．thehydraulicmodelhasbeenestablished．InordertosolvetheproblemthatflowiSdependentontheload，acontrolarithmeticisproposedandisprovencorrectbyth

6、esimulations．Duringthetrackingprocessonthesea-bed，it'seasytodeviatefromthescheduledlinerpathbecauseofmanycoupledeffects．Thispaperputforwardakindofcontrolarithmeticwhichiscombinedbytheinnercompensationandlimitationofslipratioandouterfuzzycontroller．A舭rthat，thecontrolmodelisestablishedbyMatl

7、ab／Simulink．Usingtheinterfacemoduleofeachsoftware，theCO—simulationamongthedynamicmodelofarticulatedtrackedvehicleestablishedbyADAMS／ATV，thehydraulicsystemmodelbyMsc．EASY5andtheintelligentcontrolsystemmodelbvMatlab／SimulinkiSsuccessfullyrealized．Basedontheplatf