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新闻分类:公司新闻 作者:admin 发布于:2018-08-094 文字:【
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东莞凤岗升降车租赁, 东莞凤岗升降车出租, 东莞凤岗升降车 如何基于3-DOF模型分析升降车稳态响应?? 升降车3-DOF模型,与2-D0F模型不同的是,在铰接点处加入了扭转弹簧和阻尼器以表示液压转向系统的作用,即额外考虑了前后两个车体之间的相对摆动运动。根据牛顿第二定律和欧拉第二定律可得升降车3-DOF模型方程。当铰接式车辆沿直线行驶或固定半径行驶时,转向阀将转向缸进出油口封闭,此时液压转向系统相当于一个作用于铰点、连接前后车体的扭转弹簧,其等效扭转弹簧刚度。因而,左右转向液压缸形成的转向力矩, 轮胎侧偏力可表示,考虑两个车体的相对横摆运动后,第一、二轴轮胎侧偏角,与2-D0F模型中的略有不同。由于考虑了前后车体的相对运动,升降车的3-DOF模型比2-DOF模型多出了折腰角的微分项。
转向系统等效扭转刚度对升降车稳定性的影响,若系统矩阵特征值的实部全为负值,则系统是稳定的,若系统特征值至少有一个正实部,则系统不稳定。推导了包含液压转向系统等效扭转刚度在内的升降车矩阵方程,升降车液压转向系统的等效扭转刚度与与油液的弹性模量成正比。因此可通过对矩阵方程的特征根进行分析,探讨不同扭转刚度对升降车稳定性的影响。为了对不同扭转刚度下升降车系统矩阵的特征根进行分析,定义扭转刚度系数,分别为混入气体和没有混入气体时等效扭转刚度。升降车空载时的所有特征根的实部均小于0,并随着车速的增加而逐渐趋近于0,说明车辆始终是处于稳定的状态。而在满载时,存在一个特征根的实部随着车速的增加逐渐由负值变为正值,特征根符号发生改变时的车速称为临界车速,车速超过临界值后,升降车将无法保持行驶稳定性即失稳。本文研究所采用的35t升降车的后车体质心位于后车轴之前,后车体质心位于后车轴之后,会促进升降车的不稳定现象。因此为了对升降车的稳定性进行更深入的研究,在本文研究车辆的基础上,将后车体质心移到后车轴之后。质心位置修改后,升降车的特征根随车速变化的关系。⑷空载;(b)满载图中,特征根;b和;U在空载和满载时均始终小于0,因而不会对车辆稳定性造成影响。1和h是具有相同值的特征根,接近于0线,且在较小的扭转刚度系数时具有正值,对应的扭转刚度系数和临界车速分别为:空载时A^=0.01(v0^=7.9m/s)、Aro=0.02;满载时介0=0.06、0.08、0.12,临界车速为0,即任何车速下都不稳定。因此若空载时扭转刚度系数小于0.027、满载时小于0.17,升降车将会处于“蛇形”失稳状态。而扭转刚度系数超过上述值后,由于特征根1和12仍然非常接近于0线,此时升降车在受到干扰后将会处于振荡摆动状态,同样不利于车辆的行驶稳定。上述文中通过车辆模型的系统矩阵特征根对升降车的行驶稳定性进行了分析,为更清楚地表示升降车的失稳姿态。具体工况为:对以45km/h车速直线行驶的升降车施加脉冲力干扰(8000N),力作用在左前轮上并与前进方向相反。满载车辆受到后产生一个非对称的折腰角,实际车辆表现为发生一定角度的“折叠”现象。对应后车体质心位于车轴后,在干扰力作用下空载和满载的升降车折腰角均以振荡发散方式波动,实际实际车辆产生“蛇形”运动轨迹。
参考控制模型的选取, 在车辆稳定性控制时通常需要选取合适的线性模型作为参考,以使被控制量跟踪参考值进而保持车辆的稳定性。上文中推导了升降车的2-DOF模型和3-DOF模型,本节将根据上述线性模型讨论升降车参考模型的选取问题。分别对2-DOF模型和的3-DOF模型进行拉普拉斯变换,可得到2-DOF模型和3-DOF模型对应的横摆角速度和质心侧偏角的传递函数。由于二阶传递函数存在高频振荡的问题,不利于稳定性控制,通常将上式中的横摆角速度和质心侧偏角对前轮转角的响应简化为一阶系统,以满载工况为例,通过Bode图分析升降车的横摆角速度频率特性。可以发现,所有的相位裕度均满足pm>0,说明模型简化前后系统都是闭环稳定的。简化前(二阶系统)后(一阶系统)2-DOF模型的幅值和相位曲线基本一致;3-DOF模型简化前的共振增幅比较大,容易产生谐振而不利于系统的稳定性,而简化后的模型在低频范围内的增益有很大程度的降低、因而很难满足控制精度的要求。将简化后的2-D0F与3-D0F模型频率响应曲线同时画在一个图中比较,如图2-9中的红色和绿色曲线,2-D0F—阶系统的带宽过窄,系统响应过慢,若作为参考模型将不利于升降车操纵性的提高。而3-D0F模型虽然有较宽的-带宽,但其稳态横摆增益过低,与实际车辆响应相差较大因而很难满足控制精度的要求。为此,可通过增加固有频率或减小时间常数L增加Bode图的带宽,使2-D0F模型作为参考控制模型有更快的响应速度。减小时间常数心后2-D0F参考模型的频率响应。模型改进后,Bode图的带宽增加,频率相位滞后角仅为1.49°、接近于零,0.6Hz时的相位滞后角也表较小、仅为8.84°,表现出较好的横摆角速度频率响应特性。
建立了升降车的2-D0F和3-D0F模型,分别以Rough-Humits稳定性判据和李雅普诺夫稳定性判据分析了升降车的稳定性。并通过进一步分析讨论了轮胎侧偏刚度、整车质心位置、以及液压转向系统等效扭转刚度对升降车稳定性的影响。并得出以下方式有利于保持升降车的行驶稳定性的结论:(1)保持前轮的侧偏刚度小于后轮;(2)使前车体的质心位于前车轴之后,使后车体质心位于后车轴之前;(3)使液压转向系统保持较高的扭转刚度。最后,通过Bode图分析了升降车2-D0F和3-D0F模型、以及简化后模型的横摆角速度频率特性,讨论了各种模型的优缺点,并给出了改进的2-D0F—阶系统模型,该模型表现出较好的横摆角速度频率响应特性,可用于稳定性控制的参考模型。
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