为满足拖拉机复杂多变的作业工况,设计了一种多模式机液复合传动装置。该装置综合了纯液压、分速汇矩、分矩汇速等传动模式的优点,对其调速特性、转矩特性、功率分流特性和效率进行理论分析,结果表明,所设计的多模式机液复合传动装置输出转速转矩连续,传动效率基本处于0.8以上,且除纯液压模式外,其他各模式的液压功率分流比控制在-0.2~0.3之间。建立了机液复合传动装置的仿真模型,对其进行仿真分析,结果表明,该装置调速特性良好,能够满足拖拉机复杂多变的作业工况。

针对液压机械无级变速器(HMCVT)在受到阶跃负载时输出转速波动量大、调整时间长的问题,提出了基于双模糊PID算法的液压机械无级变速器恒转速输出控制方法。该控制方法根据转速偏差值的大小选择不同的模糊控制器,当转速偏差值较大时,系统采用粗调控制器,快速消除转速波动;当转速偏差值较小时,系统采用精调控制器,实现HMCVT转速控制系统的稳、准调节。双模糊控制器对PID参数进行整定,用整定后的PID参数来调整变量泵斜盘倾角,最终实现转速恒定输出。仿真与试验结果表明:与传统PID和模糊PID相比,双模糊PID控制方法能够更好地解决HMCVT在遇到阶跃负载时输出转速波动量大、调整时间长的问题。

为提高液压机械传动装置(HMT)模式切换过程稳定性,提出了一种HMT模式切换滚动协调控制方法。该方法通过对HMT模式切换原理分析和切换过程模型建立,制定了基于模型预测控制的模式切换机构转矩和液压调速系统排量比调节的滚动协调控制策略;以减小HMT输出转速误差和车辆冲击度为目标,设计了具有状态约束的滚动协调控制器。仿真和试验结果表明,与未采用滚动协调控制方法相比,该方法可减小模式切换过程输出转矩、转速波动,动载荷降低32.9%,冲击度减小37.31%,模式切换时间减少0.28 s,且排量比调节使得模式切换前后稳定输出转速基本保持一致,对模式切换过程有较好的控制效果,切换品质得到较大提高。研究结果对液压机械传动装置的实际工程应用具有一定的参考价值。

为改善双模式液压机械传动装置(DHMT)模式切换品质,运用正交试验及极差分析法对切换过程中多个离合器的切换时序进行优化。在分析DHMT传动原理与模式切换过程的基础上,建立模式切换过程及切换品质评价指标模型,提出了一种基于正交试验及极差分析的DHMT离合器切换时序优化方法,以参与模式切换过程的多个离合器的切换时序为影响因子设计正交试验表,进行正交试验仿真,并对仿真结果进行极差分析,得到各离合器切换时序对各评价指标的影响程度,综合平衡各项指标后得出DHMT离合器切换时序优化方案组合。仿真结果表明:参考本文研究对象,基于离合器时序优化方案的模式切换过程冲击度为6.15 m/s3,低于17.64 m/s3的国内标准,滑摩功为2.8 kJ,切换时间为1.05 s,均在合理范围之内。试验结果表明:试验与仿真结果接近,且变化趋势一致,验证了所建模型的正确性,并...

针对液压机械差速的履带车辆转向控制,在车辆动力学建模和驾驶员操控信号解析的基础上,提出一种基于驾驶员模型的模糊前馈-反馈控制策略。该控制策略将驾驶员模型输入的归一化方向盘转角及其变化率作为模糊前馈控制输入,对液压系统排量比进行补偿;将实际转向半径与目标转向半径的偏差及其变化率作为模糊反馈控制输入,对液压系统排量比进行修正,从而达到对两侧履带速度的补偿修正。仿真结果表明,与传统PID控制和模糊PID控制相比,模糊前馈-反馈控制能缩短转向动态响应时间,更好地跟踪驾驶员转向意图,且在转向阻力扰动下转向半径的波动明显减小,提高了转向轨迹的稳定性。

机械液压差速转向装置作为一种双功率流转向装置,其参数设计是一个非线性、多目标和多参数优化问题。在对履带式工程车参数设计、目标评价和约束条件理论分析的基础上,提出了一种基于多岛遗传算法(Multi Island Genetic Algorithm, MIGA)和序列二次规划(Sequential Quadratic Programming, SQP)法的组合优化方法。根据组合优化的思想,对履带式工程车机械液压差速转向装置参数进行全局寻优,结合实例样车设计需要,将机械液压差速转向装置参数进行优化,优化后的参数可满足设计需要,表明所给出的组合优化方法可用于工程车机械液压差速转向装置参数设计。

为改善液压机械传动装置(Hydro-Mechanical Transmission,HMT)模式切换品质,提出了一种基于LQR的HMT模式切换品质分阶段优化方法。建立了HMT模式切换过程动力学模型,综合考虑冲击度和滑摩功指标,在转矩切换阶段,运用线性二次型最优控制(Linear Quadratic Regulator,LQR)理论,求解离合器传递转矩最优变化率,并通过控制离合器传递转矩对最优轨迹进行跟踪;调速阶段,在满足冲击度要求下,控制离合器主、从动盘快速同步。仿真与试验结果表明,采用分阶段优化方法时,冲击度降低了24.9%,滑摩功减小了30.3%,模式切换品质得到有效提高。研究结果可为液压机械传动装置的实际工程应用提供一定的理论参考。

针对液压机械传动装置(Hydraulic Mechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT)在阶跃负载扰动、变速器输入转速扰动的影响下所引起的输出转速波动问题,以分矩汇速式液压机械传动装置中的泵-马达系统为研究对象,以系统稳速输出为控制目标,提出一种基于扰动补偿的模糊自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)方法。该方法采用模糊控制理论对自抗扰控制中的非线性误差反馈系数进行在线整定,利用扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)对系统总扰动进行实时观测,并通过前馈控制调节电-液比例阀阀芯位移来补偿变量泵斜盘摆角,最终实现HMCVT稳速控制。仿真结果表明,相比于传统PID控制,采用模糊自抗扰控制的液压机械传动装置在外负载和输入转速突变时,变量泵斜盘抖振幅度更小,系统稳速输出响应时间更短,抗扰动能力更强。

液压机械差速转向机构是结合了液压传动无级调速和机械传动高效率等优点的一种新型履带车辆转向机构。本文根据履带车辆的转向特点对液压机械差速转向操纵系统组成及工作原理进行分析建立转向操纵系统运动模型和仿真模型仿真分析其动态特性。仿真结果表明所设计的转向操纵系统具有良好的稳定性和动态特性能满足履带车辆液压机械差速转向行驶要求。

针对双模式液压机械复合传动(DHMT)系统在进行模式切换过程中易出现动力中断、稳定性差的问题,提出一种DHMT系统模式切换同步控制方法。该方法通过分析DHMT系统模式切换动力学约束条件,建立了系统输入转速总扰动量的计算方程;采用小信号线性化方法对液压元件角速度扰动进行线性化处理,以系统输入角速度总扰动量作为液压调速系统的前馈输入,建立液压元件角速度扰动与排量补偿增量方程,得到液压元件的转矩补偿传递函数;构建以液压元件角速度为状态变量、模式切换机构转矩为控制变量的状态空间方程,通过求解最优反馈增益矩阵二次型,实现对模式切换机构转矩的补偿控制,有效消除了模式切换机构结合过程中产生的转矩冲击。仿真与实验结果表明,与未采用同步控制方法相比,该方法可使DHMT系统模式切换品质得到大幅度提高;在两种不同的实验工...