● 摘要
静液驱动系统应用于高速履带车辆可增强车辆行驶的平稳性和机动性，同时能大幅提高传动系统功率密度，实现液压制动等功能。变量泵-变量马达系统是静液驱动无人履带车辆未来发展趋势。首先本文基于两侧独立驱动静液驱动系统，建立变量泵-变量马达数学模型；接着对泵控马达系统的动态性能进行分析，提出泵采用Bang-Bang控制、马达采用高压自动变量(HA)的HABB控制算法；为解决变量泵和变量马达排量不能直接测量问题，提出非线性状态观测器；最终基于单通道系统验证完成基础上，提出履带车辆直驶同步控制策略。通过仿真分析和试验研究相结合的方法对所建模型和控制策略进行了验证。主要工作有:
（1）建立单通道变量泵-变量马达系统数学模型，对泵控马达系统的动态性能和影响因素进行分析，为泵控马达系统控制策略制定奠定基础。
（2）对变量泵驱动变量马达的相乘非线性系统进行了反馈线性化，提出了基于线性化理论的HABB控制算法，最终确定Bang-Bang控制律，并分析其零动态稳定性，在MATLAB平台上进行仿真分析，并与传统PID控制算法对比。
（3）提出非线性状态观测器设计方法。对系统进行重构，建立非线性状态观测器，观测状态量泵、马达的排量。验证排量观测值与实际值变化趋势是否跟随并收敛，为HABB控制的实现奠定了基础。
（4）提出交叉耦合同步控制策略。将两侧速差进行反馈转化为补偿量，从而直接控制泵、马达排量以实现转速同步。基于交叉耦合同步控制策略，设计模糊PID同步控制器，通过同时协调控制两侧驱动回路消除两侧转速误差，保证车辆直驶稳定性。
（5）台架试验验证。基于搭建的试验台架系统，进行履带车辆直驶性能、直驶稳定性试验，试验结果验证仿真模型的正确性以及控制策略的有效性。