基于PSO-PID的拖拉机线控液压转向控制研究

PID控制是典型的控制系统,其核心内容是PID参数优化。为解决拖拉机线控液压转向PID控制参数优化时不能确保得到最佳性能且耗时长的问题,课题组采用了理论分析法及仿真实验法,对线控液压转向系统的模型进行了仿真分析,基于粒子群算法(PSO)优化了PID参数,提出了PSO-PID控制器,并将其控制结果与标准PID进行对比,得出了使整个PID系统性能优异的优化结果。仿真结果表明,PSO算法有效提高了PID参数的稳定性、收敛速度和搜索精度,性能指标更优。

拖拉机线控液压转向系统的双通道PID控制仿真与试验

拖拉机线控液压转向系统采用的单杆液压缸具有非对称性,为了提高转向系统的控制精度,提出了双通道PID(proportional integral derivative)控制方法,对液压缸活塞杆伸出和缩回的运动进行分通道控制。基于Sim Hydraulics模块建立线控液压转向系统的物理模型,对转向轮的跟随响应、阶跃响应进行仿真试验;同时搭建了线控液压转向系统试验台,进行台架试验,从而分析双通道PID控制对转向系统的影响。仿真试验得出双通道PID控制的跟随误差为0.473°、响应时间为0.273 s,且左、右转向跟随误差基本一致,均优于单通道PID控制,台架试验结果与仿真试验的效果一致。结果表明,线控液压转向系统在双通道PID控制下响应快,跟随误差更小,具有良好的跟随性和较高的控制精度。

拖拉机新型线控液压转向系统的研究与仿真

对拖拉机线控液压转向系统进行了总体设计,详细分析了其结构组成和工作原理,并通过对比分析得出了系统的最优控制算法。采用模糊控制作为系统的控制算法,实现了前轮转角的闭环控制技术;最后采用Matlab/simulink对整个系统进行仿真,得出了油缸位移的响应曲线,验证了系统设计的准确性。

拖拉机线控液压转向路感特性设计

在分析拖拉机转向路感特性的基础上,采用转向油缸活塞杆受力和车速两个参数变量作为转向路感的信息来源,根据线控液压转向系统对转向路感特性的要求,选择了较为理想的曲线型转向路感特性曲线方案;分析了转向路感、转向油缸活塞杆受力及其与车速的关系;并采用试验测试方法,对全液压转向式拖拉机在泥土软地面条件下进行转向测试,得出了在所给定的不同车速下所对应的油缸活塞杆受力的最大值,并据此拟合出车速感应曲线,得出曲线型转向路感特性曲线图。结果表明,所设计的曲线型转向路感特性能很好地协调转向轻便性和路感之间的矛盾。

基于力矩反馈-位置差型线控液压转向系统控制

针对轮式农业机械的线控液压转向系统的控制包括转向轮转角控制与路感模拟控制两部分,系统控制的协调性非常重要。分析了两部分控制间的耦合关系以及双向控制理论;提出一种融合位置与力矩信息的力矩反馈-位置差型控制方法,根据转向轮的目标转角(转向轮的目标转角由转向盘转角与角传动比理论计算得到)与转向轮实际转角的差值控制路感电机,同时根据驾驶员的作用力矩控制电液比例伺服以驱动转向,并完成了台架试验。结果表明:转向盘在不同初始角度下的回正时间约为0.5s,转向阶跃响应稳态误差为0.231°,响应时间为2.265s,正弦跟随误差不大于1.401°,随机输入下的跟随误差不大于4.492°,但在转向盘转向改变时,误差达12.376°,持续时间约0.15s。

拖拉机线控液压转向系统的设计与实验

以JS―754拖拉机为实验平台设计了一种线控液压转向系统,提出了PID控制方法,用油缸位移目标值和实际值的偏差作为控制器输入,通过计算得到相应的电磁比例换向阀的控制电流,保证转向机构工作安全、准确可靠、转向操纵轻便灵活,减轻驾驶员的劳动强度,提高转向的可靠性、随动性和转向精度。台架实验结果表明:本文设计的线控液压转向控制器可以很好的实现系统转向功能,提高了控制精度和快速响应特性。

拖拉机线控液压转向的电液加载试验台的设计与试验

设计了拖拉机线控液压转向试验台的电液加载系统,通过控制电液比例溢流阀,使加载力实现成比例、连续的变化。并搭建了转向阻力电液模拟加载试验台,测试了拖拉机在恒定、阶跃和正弦3种转向阻力方式、不同工况下转向时轮胎受到的侧向阻力。试验结果表明,所设计的电液加载系统具有良好的响应特性和跟随性,系统稳态误差不超过3.1%,可满足拖拉机线控液压转向系统的实验要求。

拖拉机线控液压转向路感控制策略研究

设计拖拉机线控液压转向系统,并介绍该系统的结构与工作原理。在分析拖拉机转向路感特性的基础上,提出路感系统控制策略,设计出内环电流环、外环转矩环的双闭环PID路感控制系统,既保证期望转矩输出的准确性,又保证其输出的柔顺性。选用无刷直流电机作为路感模拟电机,C8051F040单片机作为控制芯片,完成控制器的软硬件设计。在台架上进行路感控制系统的试验验证,结果表明,当实际输出转矩由0阶跃到5Nm时,响应时间较短,平稳性较好;当目标转矩由0逐渐增加到3.5Nm时,实际输出转矩跟随平滑,滞后时间较短,所设计的路感控制系统很好的实现了路感反馈功能,为在拖拉机上的应用具有实际意义。

线控液压转向系统路感控制策略研究

设计了一种空间布局合理、结构简单的线控液压转向系统,介绍其结构组成、工作原理和控制策略。该系统可以替代目前工程机械中常用的全液压转向系统,利用电信号传输代替全液压转向系统中的油压动能传递,同时实现基于模糊PID控制的路感反馈。通过使用MATLAB/Simulink对该系统的仿真试验可得,所设计的控制器可实现理想的路感特性。

基于DSP线控液压转向系统的研究

设计了线控液压转向系统的转向模块、液压系统模块和主控制器模块,搭建了其实验台架。该液压系统模块核心元件电液比例换向阀采用基于DSP2812发射的PWM占空比控制,并采用模糊PID算法提高其转向控制的精确度。结果表明:该系统能更好地结合路况实现对车辆的转向控制,减少液压震颤。

基于模糊PID的线控液压转向系统仿真分析

设计了一种基于模糊PID控制的线控液压转向系统,详细介绍了该系统的结构组成、工作原理和控制策略。与全液压转向相比,线控液压转向系统采用线控转向技术,取消了方向盘与车辆转向轮之间的刚性连接;采用模糊PID控制作为系统的控制算法,结合传感器技术实现了前轮转角闭环控制及路感反馈控制。最后,用MATLAB/SimMechanics完成整个系统的仿真试验。经检验,系统具有响应快速、精确、数字化和结构简单等特点。

多轴车辆线控液压转向系统设计及转角控制

为减小多轴转向车辆货厢部位的第三轴转向轮转向磨损,要求该车轮与驾驶室部位的前转向轮转角关系满足阿克曼转向原理。针对某型号8×2四轴重型车辆,设计出一种第三轴线控液压转向系统,并建立其动力学模型,设计了基于指数趋近律的滑模控制器对第三轴转向轮转角进行控制,选取典型工况对所设计的控制器进行了仿真分析,并进行实车试验验证。研究结果表明:基于指数趋近律的滑模控制比基于比例切换函数的滑模控制及开环控制响应更快速、趋近目标值时间及超调持续时间更短、稳态差值更小;与采用机械液压转向系统相比,安装基于该控制器的线控液压转向系统不仅能显著提高第三轴轮胎的转向抗磨损性能,同时也改善了整车的转向性能。

园艺拖拉机线控液压大转向角控制策略研究

针对园艺拖拉机线控液压大转向角系统的高度非线性和抗干扰性较差等特点,设计了一种基于神经网络的拖拉机线控液压大转向角系统复合滑膜控制策略。此策略使用径向基(RBF)神经网络自适应逼近系统不确定项并加以补偿,且采用饱和函数法抑制系统抖动,同时使用AMESim和MATLAB/Simulink对线控液压大转向角系统进行联合仿真实验。结果表明:设计的控制器相对于常规PID控制器能够较好地适应转向系统的非线性,瞬态响应时间由0.94s缩短为0.39s,跟随响应最大误差由14.8mm减小至5.5mm,抗干扰能力也更强。

基于增益模糊滑模变结构的线控液压转向控制

在分析全液压转向结构与转向偏差机理的基础上,设计了一种线控液压转向系统以实现车辆转向同步,消除转向偏差;针对现有方法确定的期望转向曲线可跟踪性差而无法实现转向同步,提出一种基于转向效率的期望转向曲线及其可行域确定方法,以最大、最小转向效率对应转向曲线为期望转向曲线可行域的上、下边界,确保期望转向曲线的可跟踪性;针对系统扰动不确定性及油液泄漏非线性,基于组合趋近律滑模控制,并引入饱和函数代替符号函数,在一定程度上抑制了控制系统的抖振;由于组合趋近律增益自适应性不足,导致车轮转角及角速度发生变化时,存在系统动态响应能力差的问题,通过分析车轮转角、角速度与趋近律增益的关系,制定了基于车轮转角及角速度的模糊规则表以自适应调整趋近律增益,实现增益模糊滑模控制,进一步提高油液补偿自适应能力和线控液压转向系统的鲁棒性;最后基于MATLAB/Simulink进行了仿真和试验验证。结果表明:提出的基于转向效率的期望转向曲线均具有良好的可跟踪性能;增益模糊滑模变结构控制具有良好的动态响应特性及控制精度,可有效地消除转向偏差,实现线控液压转向系统的同步转向。

一种拖拉机转向系统的改进对比分析

为有效提高拖拉机的作业效率,选取轮式拖拉机的转向系统进行改进优化。在全面理解拖拉机转向控制形式及原理的基础上,建立了该拖拉机的转向角度数学模型,将全液压转向控制改进为线控液压转向。同时,对硬件配置进行合理选型,搭建正确的控制驱动电路,融入ECU控制,对转向系统的角位移信号采集与控制进行PID模糊算法程序实时调控,形成完整的优化转向系统,并进行了性能测试。试验表明:改进后的拖拉机转向系统各评定参数较改进前提升效果明显,以数字1～10为优劣评定依据,拖拉机的转向刚度评价值可提高到1. 7,整机的车轮回正满意度可提高1. 6;同时,经采样,改进后的转向装置的转角误差范围波动平稳控制在±0. 15m范围内,整机运行平稳可靠,可为类似农业机械的改进优化提供一定的参考。

浅谈飞机牵引车全液压转向系统

全液压转向技术被广泛地应用于国内外低速行走车辆的转向系统中，尤其是飞机牵引车。本文分别从全液压转向器的转向回路配置、转向模式配置、转向模式切换控制方式、线控电液转向系统等几个方面进行了详细介绍和透彻分析，而且在此过程中穿插了在飞机牵引车上的应用案例，最后对全液压转向系统的发展趋势进行了展望。