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题目:液压驱动地面无人车辆发动机功率匹配研究

关键词:柴油机,液压,变量泵,功率匹配,控制算法

  摘要



        论文以履带式地面无人车辆为研究对象,着眼于发动机功率匹配控制系统的研究。动力源为柴油机,柴油机驱动液压传动系统,液压系统采用变量泵控制变量马达系统,变量马达经过减速机构带动主动轮从而驱动履带行走。

        论文首先通过搜集国内外关于地面无人车辆方面的文章,了解履带式地面无人车辆控制技术的发展现状及趋势。其次介绍了液压系统泵控马达控制算法的研究状况。通过对发动机与变量泵功率匹配原理的分析,研究柴油机驱动变量泵变量马达控制系统模型的建立与仿真。论文对系统进行了深入分析并适当简化,推导出数学模型。对动力系统建立了柴油机数学模型和油门数学模型,对液压传动系统建立了变量泵变量马达系统。通过对柴油机的万有特性曲线分析,确定了针对某一功率下的最佳油耗线上对应的转速。然后对多输入变量的非线性系统进行了反馈线性化,提出了基于线性化理论的Bang-Bang控制算法,确定Bang-Bang控制律,并验证其零动态稳定性,并在MATLAB/Simulink中搭建系统模型和编写控制算法,同时与传统PID控制作了仿真对比。论文对地面无人车辆履带行走机构进行了阻力分析,得出液压系统变量马达的负载转矩,为地面无人车辆系统的仿真提供外部载荷。

        通过仿真分析,新算法工作可靠,性能良好,对改善地面无人车辆功率的合理利用和快速响应性具有实际意义。论文所建立的仿真模型可为地面无人车辆控制系统的进一步研究及整机的实验研究提供参考。