電驅動高地隙車輛滑轉率控制研究.pdf

1、農業(yè)作業(yè)輪式機械的作業(yè)環(huán)境與汽車相比，其環(huán)境更為復雜、路面參數變化大，所以驅動控制更為復雜。對于高地隙車輛，其主要用于中耕，車輪行走在植物行間，需要保證其防過度滑轉的能力，則必須對滑轉率進行控制。就目前研究而言，四輪獨立驅動車輛一般采用門限控制方式，對路面進行粗略劃分等級，然而會導致車輛無法在各種工況下保證滑轉率的最佳控制效果。針對該問題，本文提出了通過試驗對路面的峰值附著系數進行估算，再使用估算的峰值附著系數對車輪的目標滑轉率進行估計

2、，保證高地隙車輛在作業(yè)時的穩(wěn)定性。
　　本文的主要研究成果及結論如下:
　　(1)附著系數估算理論。首先基于理論分析法，對彈性輪胎和地面的動力學進行了分析，假設了輪胎為剛性輪胎，并且建立了路面和車輪的受力模型。根據模型，通過滑模變算法對輪胎力進行了觀測，得出了輪胎力的觀測模型，本文提出了兩種方案:遞歸最小二乘法和簡化公式法，分別對附著系數進行估算，得到路面的峰值附著系數及其對應的滑轉率。
　　(2)硬件電路及軟件設計。

3、首先介紹了硬件及其電路，主要包括控制器電路、執(zhí)行器電路和傳感器電路。再者對PLC編程、GPS采集編程以及組態(tài)編程進行了介紹，使得硬件能夠通過軟件互相傳輸數據。
　　(3)驅動控制策略設計。首先對整體控制進行全局設計，根據第二章估計的附著系數，通過門限控制分別出車輛的路面情況，并且在達到驅動控制要求時，開始使用驅動控制程序。其中驅動控制程序主要包括基于滑模變結構控制和基于增量式PI控制，提高了車輛在均一路面和分離路面上的行駛穩(wěn)定性。

4、
　　(4)實際路面驅動控制試驗。實際路面主要包括:均一路面、分離路面。實際路面試驗包括:未使用控制策略、采用滑?？刂撇呗?、采用增量式PI控制策略。通過使用估算出的路面附著系數，分別使用3種控制方式對2種路面進行測試，測試其滑轉率、驅動力、車輛行駛速度、直線行駛能力。從結果可以看出采用控制策略能夠有效的穩(wěn)定車輪的滑轉率，滑?？刂瓶刂菩Ч撞▌拥勤吔繕酥担隽渴絇I控制穩(wěn)定但1-3％偏離目標值。在分離路面中，滑模控制要優(yōu)于增量