多模式四轮独立液压动力转向系统研究

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1、分类号：TH238单位代码：10183研究生学号：20154120542密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）多模式四轮独立液压动力转向系统研究ResearchonMulti-modeFour-wheelIndependentHydraulicPowerSteeringSystem作者姓名：宋涛专业：机械电子工程研究方向：流体传动与控制自主驾驶车辆控制指导教师：刘昕晖教授副教授陈虹教授培养单位：机械科学与工程学院2018年4月—————————————————————多模式四轮独立液压动力转

2、向系统研究—————————————————————ResearchonMulti-modeFour-wheelIndependentHydraulicPowerSteeringSystem—————————————————————————————作者姓名：宋涛专业名称：机械电子工程指导教师：刘昕晖教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作

3、者著作权的商业性使用(但纯学术性使用不在此限)。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位

4、论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊(光盘版)电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：机械电子工程论文题目：多模式四轮独立液压动力转向系统研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址(邮编)：长春市人民大街吉林大学机械学院（130025）作者联系电话：186985

5、71101摘要多模式四轮独立液压动力转向系统研究转向系统能够对车辆的机动性、驾驶平稳性、安全性、经济性等性能造成影响，其设计的优劣直接关系到对车辆性能的整体评价。针对狭小地域和复杂地形下应急救援车辆的通过性难题，本文基于国家重点研发计划“高机动多功能应急救援车辆关键技术研究与应用示范”课题四——“狭小地域和复杂地形下的行走装置关键技术”项目，对应急救援车辆转向系统的关键技术展开研究。螺旋摆动油缸被创新性地应用于液压动力转向系统，带动车轮完成大角度范围内迅速、准确、安全、平稳的转向动作。前轮、后轮

6、、四轮、蟹行、原地转向等五种转向模式的自由切换，使应急救援车辆能够应对狭小的地形和复杂的工况。将负载敏感系统和阿克曼转向原理相结合，通过对电比例换向节流阀阀口开度及其阀口前后压差的独立控制，实现了四个螺旋摆动油缸与外负载无关的独立的方向和角度的输出。以自主研发的应急救援车辆为载体，介绍了组成多模式四轮独立液压动力转向系统的三个模块——方向盘模块、电控模块、液压执行模块；分析了液压动力转向系统关键元件——负载敏感变量泵、螺旋摆动油缸、负载敏感多路阀的负载敏感变排量动力输入原理、扭矩输出原理、压力和

7、流量控制原理，并分别进行了数学建模；研究了液压动力转向系统的负载敏感回路，并分析了转向系统在前轮、后轮、四轮、蟹行、原地转向等转向模式下的液压系统工作原理。对搭载了多模式四轮独立液压动力转向系统的应急救援车辆在转向过程中的运动特性进行了研究。在分析了轮胎在转向时的侧偏特性的基础上，建立了五种转向模式下应急救援车辆的运动学模型，总结出转向时方向盘、轮胎偏转角、电比例换向节流阀阀口开度三者之间的关系，并且建立了应急救援车辆的四轮独立转向动力学模型。在AMESim中搭建了多模式四轮独立液压动力转向系统

8、的1D模型，在Motion中搭建了应急救援车辆的多体动力学3D模型，联合仿真结果表明，该转I向系统实现了通过改变电比例换向节流阀的阀口开度来独立控制四个车轮偏转速度的负载敏感调节和阿克曼转向原理下的应急救援车辆多模式四轮独立转向。转向系统控制单元的PID调节与比例调节对比仿真结果表明，与比例调节相比，PID调节使系统具有更好的动态特性和稳态特性。通过车辆在多模式转向过程中的负载敏感系统工作原理及车辆运动状态的理论研究、1D+3D联合仿真研究，为自主研发的应用于应急救援车辆上的多模式四轮独立液压动