无轨胶轮车主动转向控制策略仿真研究.pdf

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1、第28卷第2期2015年3月机电产品开发与剀新Development＆Innova石on0fMachinery＆Elee硒calP砌uctsV01．鹄。N0．2Mar．．2015文章编号：1002—6673(2015)02—057-03无轨胶轮车主动转向控制策略仿真研究赵献臣(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083)摘要：为解决无轨胶轮车转向系统转向沉重、稳定性差、能耗高等问题，引入线控主动转向系统。通过carsitll建立线控转向整车动力学模型。采用横摆角速度反馈控制策略，在SilIlulill】【中搭建控制框图。最后通过对开路面实验和双移线实验仿真，并与

2、传统转向系统进行对比分析，结果表明，线控主动转向系统可显著改善无轨胶轮车的转向特性。关键词：无轨胶轮车；线控转向；主动转向；carSim仿真中图分类号：TH一39文献标识码：Adoi：10．3969，i-issn．1002—6673．2015．02．022SilnllIati蚰SmdyonC蚰tmlSt强te野ofTmcⅪe鹤RubbernreⅥ衄cIeB勰edonAc戗veStee血gZ丑A0X洳一C^en(SchoolofMechallicalⅡec仃oIlicaIldI面加[1adonEngillee血舀cllimuIlivers坤ofMillillgandTeclm0

3、10鼢Be萄咄100083，C‰a)Abst糟d：TosolVedleProblemofn．ackle站mbberdreVemcle’ssteeringsystem，suchassteeringhea、，y，poorstobility。llighenergycomunlpdona11dsoon，tllesystemofacdvesteeringbywjrew越applied．ThmughtllecarS岫，dlevellicledy士1aIllicsmoddofsteeringsystemw部setup，app岫g山e是edbackcon廿olstrategyofyawaIl

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5、ee面19bywire；acdvesteering；CarSilIlO引言井下无轨胶轮车作为煤矿辅助运输的重要组成部分，具有使用范围广、机动灵活、适应性强、安全可靠以及可完成直达运输等优点．极大的提高了煤矿生产运输的效率，是未来井下运输的发展趋势之一11】。传统无轨胶轮车的转向机构根据转向方式不同分为两类：偏转车轮转向和铰接式转向。这两种转向机构在怠速时，传统转向机构转向沉重，操作不灵活，而高速时，又缺乏稳定性，且随着负载的增加消耗功率的比重越来越高。通常占到全车功耗的7％一14％。线控转向系统(Steer-B椰Hre)是一种新型转向系统，最近几年在车辆行业得到重视。它通过微

6、电子技术连接并控制转向元件代替传统的机械或液压连接，此系统大大提高了车辆操纵系统的稳定性和灵活性，并比传统转向系统节能5％左右。可有效解决传统无轨胶轮车转向修稿日期：2014—12—25作者简介：赵献臣，男，河南平项山人，硕士，就读于中国矿业列学(北京)机电与信息工程学院。从事矿山机械方面研究。系统现存问题闭。本文以某厂W)(D-45JGJ2型矿用防爆蓄电池无轨胶轮车为例，在C8rSim中建立整车动力学模型；以横摆角速度为反馈控制目标，实现车辆的稳定性控制，在SimIdink中搭建线控转向系统；通过S函数接口进行联合仿真并与传统转向系统进行对比分析，结果显示采用线控系统主动转

7、向控制方案的无轨胶轮车性能更加优越。1线控转向动力学模型线控转向系统由方向盘总成、转向执行机构总成和主控制器三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助系统组成。根据线控系统基本组成，对WXD45JGJ2型无轨胶轮车原有机械转向系统进行改造，增加转向器驱动电机和方向盘路感电机以及主控制器等硬件设备。分别对整车动力学、方向盘总成、转向执行机构总成三大部分进行建模。1．1CarSim整车动力学模型Carsim是一款研究车辆动力学问题的仿真软件，其内置模型在计算机上运行速度比实时速度快3．6倍．可以仿真车辆对驾