全向AGV驱动结构和路径跟踪策略

全向自动导引车(AGVs)作为现代智能仓储物流行业的重要搬运作业工具,大大提高了仓储搬运作业效率。然而,现有的全向AGV存在驱动结构承载力不足以及路径跟踪精度和纠偏效果不好等问题。本文设计了一款新型双轮差速全转向驱动结构的全向AGV,并提出使用模糊神经网络PID(FNN-PID)控制策略来提高全向AGV的驱动性能和路径跟踪效果。首先,对新型差速全转向驱动结构进行设计,建立其运动学模型,新型驱动结构有更好的承载性能。然后,根据建立的运动学模型,分析得到4种不同运动模式下的速度和转角关系。最后,使用FNN-PID控制策略对全向AGV进行路径跟踪和纠偏,并使用共轭梯度(FR)法对神经网络权值学习训练来提高控制系统的响应性能。将所提出的控制策略与传统PID控制策略进行了仿真和半圆形路径跟踪实验对比。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能够在2 s内快速消除偏差,并且稳定跟踪阶段距离偏差在1 cm以内,航向偏差在1°左右。新型全转向驱动结构具有更好的驱动性能,且使用FR法学习训练的FNN-PID控制策略能够更有效地对路径进行跟踪控制,该新型结构和控制方法对全向AGV精准搬运作业具有一定意义。

履带车辆液压机械差速转向控制策略研究

针对液压机械差速的履带车辆转向控制,在车辆动力学建模和驾驶员操控信号解析的基础上,提出一种基于驾驶员模型的模糊前馈-反馈控制策略。该控制策略将驾驶员模型输入的归一化方向盘转角及其变化率作为模糊前馈控制输入,对液压系统排量比进行补偿;将实际转向半径与目标转向半径的偏差及其变化率作为模糊反馈控制输入,对液压系统排量比进行修正,从而达到对两侧履带速度的补偿修正。仿真结果表明,与传统PID控制和模糊PID控制相比,模糊前馈-反馈控制能缩短转向动态响应时间,更好地跟踪驾驶员转向意图,且在转向阻力扰动下转向半径的波动明显减小,提高了转向轨迹的稳定性。

基于七自由度车辆模型仿真平台的轮胎操纵稳定性仿真分析

利用基于MATLAB SIMULINK的七自由度车辆模型仿真平台,以轮胎PAC2002模型为输入,进行车辆操纵稳定性仿真,并与实车测试结果对比。结果证明客观性能指标仿真结果与实车测试主观评价结果的一致性较好,基于七自由度车辆模型仿真平台可以较好地预测轮胎的转向性能,也可以在一定程度上预测操纵稳定性。

履带车辆差速转向机构转向过程动态特性的试验方法

该文研究了履带车辆在不同转向半径下转向的两侧履带功率流动特性及液压无级差速转向机构的工作原理。在此基础上,确定了用试验台模拟履带车辆转向过程的试验方案,提出了用试验台驱动装置模拟发动机特性以及加载装置模拟转向过程动态负载的方法,完成液压无级差速转向机构转向过程的动态特性试验。结果表明:履带车辆转向过程中内侧履带由输出功率到输入功率以及外侧履带输出功率进一步增大的变化特点,能够在液压二次调节实验台上予以完成。此试验方法成功解决了履带车辆转向特性试验的台架实现问题。

履带车辆差速式转向机构性能试验

设计了一种履带车辆用差速式液压机械双功率流转向机构,由3套行星系组成,将变速器传来的功率和液压转向系统传来的功率汇流,在转向时能够实现两侧履带的正反转转向。样机试验表明,样机直线稳定性好,偏驶率为0.7%,符合国家标准;当只有转向动力输入时,样机转向角速度大,转向角速度随转向动力输入转速的增加而增加;由于实际两侧履带的滑移和滑转的情况不同,最小转向半径为0.02m,接近于零,可实现原位转向。

农用履带车辆差速转向性能的理论研究

文章设计了履带车辆的液压机械双流驱动系统,对系统中起功率汇流的动力差速转向机构进行参数设计的基础上,理论分析了动力差速转向机构的动力输入和输出之间的转速和扭矩关系,获得了采用该转向机构的履带车辆的理论转向半径和理论最小周转向时间,并通过样机实验获得了实际转向半径和实际最小周转向时间,进行了比较,可用于指导液压机械双流驱动系统的研究。

差速转向履带车辆的载荷比试验

研究了一种用于液压机械双流传动履带车辆的差速式转向机构,提出了差速转向履带车辆载荷比的计算公式和试验方案,并进行了样机试验。通过试验可知,该转向机构能够实现履带车辆任意半径的转向,在小半径转向时,不需制动功率损失即能够实现两侧履带的正、反转转向;载荷比随转向控制输入转速和转向半径变化平稳,在大半径转向时,转向半径从2.38m减小到0.6m,载荷比从1.63增加到2.64;在小半径转向时,转向半径从0.36m减小到0.25m时,载荷比从3.09增加到4.78,而转向半径为0.25m时,已经接近原地转向,差速转向履带车辆转向时的最大载荷比接近于4.78。

基于新型双功率流差速转向机构的履带车辆转向性能

转向机构直接影响履带车辆的转向性能。传统机械式双功率流差速转向机构只能实现数目有限的转向半径,并且往往需要制动器等元件,为此,设计一种具有连续转向半径且可避免磨损的新型机械式双功率流差速转向机构;建立差速转向机构的两电机轴(输入)转速与两半轴(输出)转速的运动学模型。根据两半轴转速与履带车转向半径之间的关系,得到履带车的两电机轴(输入)转速与转向半径的运动学模型;建立考虑履带宽度以及滑转、滑移的履带车稳态转向数学模型;最后进行运动仿真和理论分析对比研究。研究结果表明:对差速转向机构的转速仿真结果与理论值相对误差最大为1.50%,且能够使履带车辆实现任意的连续转向半径,该研究成果能为履带车辆的电机选取、转向控制以及结构优化等提供理论参考。

履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究

采用机械系统动力学分析与建模通用方法,考虑车辆转向时履带滑转(滑移)及转向中心偏移等因素,在对车辆转向受力状况进行分析与计算的基础上,建立了履带车辆液压机械差速转向机构转向动力学模型,采用Newton-Raphson方法对模型进行了求解。根据提出的转向性能评价指标,结合实例样车,采用仿真与试验方法研究了履带车辆转向性能,行驶试验的结果表明,所建模型能反映履带车辆转向性能的变化趋势。研究结果为履带车辆液压机械差速转向机构设计及行驶控制提供了理论基础。

机械差速器耦合轮对轨道车辆导向性能分析

目前对称样式的差速器广泛应用于旋转车轮轨道车辆中,左右车轮差速控制的装置,成为时下研究的一个热点问题。研究学者在动力学的基础上对机械差速耦合轮对运行车辆的影响建立了模型进行分析,其中包含刚性的车轮和独立旋转的车轮,通过模型分析对比研究了机械差速耦合轮对车辆直线和曲线行驶导向性能的研究。研究发现,机械差速耦合装置独立旋转的车轮在车轮在复位对中有着积极的影响,对独立车轮导向能力差有了很好的解决办法。和刚性车轮进行比较,机械差速在通过性能上有着更好的安全性和导向性能。在城市轨道交通领域有着很好的应用。文章通过讨论车轮导向的原理,研究了机械差速耦合装置对轨道交通车辆导向性能的影响。

基于液压机械差速的履带车辆转向模糊PID控制

针对液压机械差速转向履带车辆转向过程中的控制问题,为了准确实现驾驶员转向意图,提出一种基于模糊PID算法的转向控制策略。该控制策略以液压机械差速转向履带车辆为研究对象,在建立履带车辆转向过程中数学模型的基础上,以内外侧实际转速和目标转速速差的差值作为模糊PID控制策略的输入,通过调节液压转向调速系统得到排量比补偿量,从而改变内外侧实际转速。仿真结果表明,上述控制策略具有良好的性能,与未使用此控制策略的转向调速系统相比,该控制策略能较精准地控制转向过程。