無軌膠輪車主動轉(zhuǎn)向控制策略仿真研究

趙獻(xiàn)臣

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)電與信息工程學(xué)院，北京 100083）

無軌膠輪車主動轉(zhuǎn)向控制策略仿真研究

趙獻(xiàn)臣

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）機(jī)電與信息工程學(xué)院，北京 100083）

為解決無軌膠輪車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向沉重、穩(wěn)定性差、能耗高等問題，引入線控主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。通過CarSim建立線控轉(zhuǎn)向整車動力學(xué)模型，采用橫擺角速度反饋控制策略，在Simulink中搭建控制框圖。最后通過對開路面實(shí)驗(yàn)和雙移線實(shí)驗(yàn)仿真，并與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明，線控主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可顯著改善無軌膠輪車的轉(zhuǎn)向特性。

無軌膠輪車；線控轉(zhuǎn)向；主動轉(zhuǎn)向；CarSim仿真

0 引言

井下無軌膠輪車作為煤礦輔助運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，具有使用范圍廣、機(jī)動靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、安全可靠以及可完成直達(dá)運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，極大的提高了煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)男剩俏磥砭逻\(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢之一［1］。

傳統(tǒng)無軌膠輪車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)根據(jù)轉(zhuǎn)向方式不同分為兩類：偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向和鉸接式轉(zhuǎn)向。這兩種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在怠速時，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向沉重，操作不靈活，而高速時，又缺乏穩(wěn)定性，且隨著負(fù)載的增加消耗功率的比重越來越高，通常占到全車功耗的7%～14%。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Steer-By-Wire）是一種新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，最近幾年在車輛行業(yè)得到重視。它通過微電子技術(shù)連接并控制轉(zhuǎn)向元件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械或液壓連接，此系統(tǒng)大大提高了車輛操縱系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性，并比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)節(jié)能5%左右，可有效解決傳統(tǒng)無軌膠輪車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)現(xiàn)存問題［2］。……