履带运输车差速转向仿真研究

论文摘要

伴随着江苏沿海国家千万千瓦级风电项目的确立与开展,滩涂风电成为我国风电的特色。潮间带作为滩涂的重要组成部分,将承担风电的建设任务。较低的地面承载能力和规律的潮汐涨落决定了潮间带风电机组运输与安装成为亟待解决的难题。静液驱动履带车辆因其较小的接地比压将成为潮间带风电设备的主要运输工具。转向问题一直是静液驱动履带车辆面临的首要问题和技术难点,本文以大连重工·起重集团有限公司生产的LYC系列履带运输车为研究对象,通过在MATLAB/Simulink软件平台下建立仿真模型,运用仿真分析的方法研究了在差速转向过程中各性能参数随理论速比的变化规律,为车辆转向控制方法与控制策略的选择提供理论依。首先,本文分析了履带运输车转向过程中的履带地面力学,泵控马达容积调速系统及发动机动力学特性,推导出各部分的数学模型。其次,在MATLAB/Simulink软件平台下建立了上述三部分内容仿真模块,通过耦合因素将之连接成为整车转向仿真模型,并根据实车参数确定模型参数。而后,讨论理论速比变化时,车辆转向过程中履带实际速度、转向的快速性和灵活性、液压元件扭矩特性、液压系统的压力特性及发动机扭矩消耗等性能参数的变化,得出变化规律,并对比分析了最大理论速度及车辆载重大小的变化对相关性能的影响。最后,利用LABVIEW建立了现场试验的数据采集系统,记录试验数据。通过对比分析,得出现场试验测试结果与仿真结果在趋势上基本一致,在数值上差异不大,确认了本文所建立仿真模型的合理性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 履带车辆的转向特点
• 1.2.2 履带—地面关系研究现状
• 1.2.3 静液驱动技术的应用与研究
• 1.3 履带运输车特点
• 1.4 论文的主要工作
• 2 运输车转向过程理论分析
• 2.1 概述
• 2.2 履带地面模型
• 2.2.1 理论转向过程
• 2.2.2 履带滑移的影响
• 2.2.3 转向阻力矩
• 2.2.4 履带牵引力/制动力分析
• 2.3 闭式液压系统数学模型
• 2.3.1 泵控马达调速系统
• 2.3.2 闭式液压系统的制动模式
• 2.4 发动机模型
• 2.4.1 发动机动力性能
• 2.4.2 发动机反拖制动
• 2.4.3 发动机动力学方程
• 2.5 本章小结
• 3 转向过程仿真研究
• 3.1 概述
• 3.2 仿真模型建立
• 3.2.1 MATLAB/Simulink软件介绍
• 3.2.2 负载端模块建模
• 3.2.3 泵控马达调速系统模块建模
• 3.2.4 发动机模块建模
• 3.2.5 差速转向仿真模型
• 3.3 转向过程仿真分析
• 3.3.1 性能参数随理论速比的变化
• m的影响'>3.3.2 最大理论速度V_m的影响
• 3.3.3 载重大小的影响
• 3.4 本章小结
• 4 现场试验分析
• 4.1 概述
• 4.2 LABVIEW数据采集系统
• 4.2.1 采集系统硬件构成
• 4.2.2 程序结构与USBCAN初始化
• 4.2.3 PDO与数据读取
• 4.2.4 LABVIEW数据存储
• 4.3 MATLAB数据处理
• 4.4 试验与仿真对比分析
• 4.4.1 发动机的转速变化分析
• 4.4.2 液压系统工作压差分析
• 4.4.3 发动机扭矩消耗分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 中值滤波及均值处理程序
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢