云梯车操纵稳定性研究现状???    佛山云梯车租赁,  佛山云梯车出租,   佛山云梯车价格   云梯车前后车体通过铰接点连接，并由左右两个液压缸控制相对运动，当液压油中混入气体后会降低云梯车的横向刚度。当车辆以较高车速行驶过程中受到外界干扰后，前后车体会产生较低频率的相对摆动，云梯车呈现“蛇形”姿态前进。使车辆难以沿着期望的路径行驶，增大驾驶员的负担，严重影响云梯车行驶的稳定性，为行车安全带来隐患。云梯车体与整体式车体相比，在很多地方存在差别，比如行驶、转向、操纵稳定性与制动系统等方面。

     单纯地将整体式车体的稳定性理论应用于工程车辆方面，无法实际客观的反映车辆的实际运动情况。国内外学者对车辆的行驶稳定性、横摆稳定性、横向稳定性等进行了大量的研究，为工程车辆稳定性的研究和发展奠定了理论基础。 首次对云梯车辆直线行驶时横摆稳定性进行了初步研究。建立了车辆二自由度动力学模型，利用扭矩弹簧和阻尼器模拟代替云梯车辆铰接点处的液压油缸，分析了高速行驶状态下云梯车辆出现的甩尾和折叠横向失稳现象。结果表明，铰接点处的弹簧刚度越低、后车体质心位置越靠后，云梯车辆越容易发生横向失稳。之后，采用液压油缸及转向阀代替了原先的扭矩弹簧和阻尼器建立了包含整车和液压转向系统的新模型，该模型能够更为精确地研究云梯车辆的横摆稳定性。研究发现，液压系统内液体的泄漏和增大铰接点处阻尼器的阻尼系数能够提高整车的横向稳定性。 建立了包含液压转向阀和轮胎在内的三自由度云梯车辆的动力学模型，进一步分析两种运动中涉及的参数对车辆横向稳定性的影响。分析发现，随着铰接点处弹簧刚度系数的降低，车辆横向稳定性降低，车辆转向运动会逐渐转变为折叠运动；轮胎的侧向力也影响了车辆的横向稳定性：旋转阀和液压缸内的液体泄漏都可以改善云梯车辆的侧向稳定性，防止车辆出现“蛇形”现象。对云梯车的稳定性进行了进一步的研究，得出了与上述文献中相同的结论，并发现云梯车的行驶稳定性会随着车速的增加而变差。通过设计鲁棒状态反馈控制器和锁止差速控制器实现了对云梯车稳定性的控制。同样验证了车速对云梯车横向稳定性的影响，并通过差动制动实现了装载机的稳定性控制。等建立了云梯车的非线性平面模型，研究发现转向油缸的流量泄漏、阀门流量特性、转向推杆的方向决定了转向机构的有效阻尼，进而影响了云梯车的侧向稳定性。以装载机为例，对工程车辆的横向稳定性进行了大量的研究，推导出云梯车辆质心位置、惯性特性以及横向倾翻轴的确定方法。并分别研究了车辆的静态稳定性和动态稳定性。分别对云梯车辆纵向和横向稳定性的一级失稳和二级失稳进行了分析，并用稳定性极坐标图将车辆的稳定性与方位角、转向角以及斜坡坡度角之间的关系直观地表示出来，给司机驾驶行驶提供一定的依据。分析了工程机械高速行驶稳定性差的原因，总结了机械行驶稳定性理论，．并指出横向振动的固有频率主要由铰接扭转刚度决定。建立了车辆行驶稳定性线性动力学方程，考虑了轮胎侧偏角特性和液压转向机构的弹性导致的车辆失稳形式。通过特征值方法和稳态响应方法来判别车辆行驶稳定性，推导出车辆稳定性因素和临界车速的计算公式，并对车辆横向运动的频率响应特性进行了初步讨论。建立了三自由度整车行驶动态数学模型，利用其各轮可独立控制的特性，设计了基于ＬＱＲ的直接横摆力矩控制器以改善云梯车的行驶稳定性。基于Ａｄａｍｓ软件建立了云梯车动力学模型，用ＡＭＥＳｉｍ软件建立了等效的液压转向系统模型，采用主要与辅助控制变量相结合的方式设计了整车控制器，以Ａｄａｍｓ－Ｓｉｍｕｌｉｎｋ－ＡＭＥＳｉｉｉｉ三者之间联合仿真的方式改善了云梯车的行驶稳定性。

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        综合上述研究内容及使用方法发现，以往对于转向车辆的操纵稳定性研究中存在两个方面的问题：首先，云梯车整车模型的建立过于简单，无法准确反映云梯车行驶的动态特性。主要表现在液压转向系统利用扭转弹簧和阻尼器代替、轮胎－路面模型不适合非公路车辆的实际行驶路况、整车模型也不够准确。其次，云梯车的稳定性采用被动控制方法过于落后，控制效果有限且需消耗较多能量。传统的液力机械云梯车通过在铰接点增加摩擦或在转向液压缸之间增加阻尼和泄漏等方法来提高车辆的稳定性，这些方法在一定程度上改善了车辆的稳定性，但增加了车辆的内部消耗能量，对车辆动态性能的改善程度有限。

        针对云梯车可操纵性较差、驾驶员操作负担重、以及行驶稳定性较弱的问题，本文以３５米载重能力的自卸车作为研究对象，建立云梯车的非线性系统数学模型并对其准确性进行验证；对影响云梯车操纵稳定性的因素进行深入分析；设计无人驾驶路径跟踪控制器和横摆稳定性控制器，以解决因驾驶员操作不当和液压转向系统缺陷引起的“蛇形”运动问题；开发基于虚拟现实的云梯车可视化模型，使云梯车模型满足精度、视觉效果、以及仿真速度的要求，进而可进行驾驶员在环仿真，对控制器效果做进一步验证。

        各个部分节的详细安排如下：第１部分阐述课题的背景和研究意义，总结云梯车的建模、路径跟踪控制、以及操纵稳定性研究现状，对现有研究存在的不足进行说明，对论文的主要研究内容和技术路线进行阐述。第２部分建立云梯车的２－Ｄ０Ｆ和３－Ｄ０Ｆ模型，分析云梯车的稳定性。讨论轮胎侧偏刚度、整车质心位置、以及液压转向系统等效扭转刚度对云梯车稳定性的影响。分析云梯车的两种线性模型的优缺点，给出适合作为稳定性控制的参考模型。第３部分根据牛顿力学原理和欧拉运动定律，建立云梯车１２自由度动力学模型。分析液压转向系统工作原理，建立液压转向系统数学模型。利用液压转向系统左右转向缸推力、以及轮胎模型的轮胎力为耦合变量，联立前后车体动力学微分方程，得出云梯车非线性系统模型。第４部分在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｎｉｕｌｉｉｉｋ仿真环境中建立云梯车非线性系统动力学模型，以实车场地试验对模型在低速时的准确性进行验证，根据多体动力学模型仿真对数学模型在高速时的准确性进行验证。第５部分根据实车试验结果分析云梯车方向盘转角与折腰角之间的非线性对应问题。基于云梯车动力学模型进行定量分析，找出造成云梯车方向盘与折腰角不能同时回正的原因。分析各种可控参数对云梯车稳定性的影响，为云梯车的操纵稳定性控制提供指导。第６部分基于虚拟地形场的假设，设计云梯车路径跟踪控制器，包括车速控制与方向控制。方向控制中，要考虑转向时质心侧偏误差对跟踪控制效果的影响。在保持控制参数不变的情况下，通过不同工况的道路跟踪控制验证控制器的效果。第７部分一方面通过改进液压转向系统的结构方案、对液压转向缸进行补油压力控制改善云梯车的横摆稳定性。另一方面设计基于ＬＱＲ的云梯车横摆稳定性控制器，和基于最优轮胎利用率的车轮驱动力分配控制器，以及车轮防滑控制器。通过对多种工况下的仿真验证控制器的有效性和鲁棒性。

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