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《吉林大学》 2008年
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装载机容错线控转向系统研究

胡静波  
【摘要】: 线控转向是指通过微电子技术连接并控制转向系统的元件来代替传统的机械或液压连接,用传感器记录驾驶者的转向数据和车辆转角、车速、转向阻力等数据并传送给车载控制器,车载控制器按照给定的控制算法计算输出控制信号,控制车辆的转向角度实现转向控制。装载机线控转向系统具有转向传动比可调、路感清晰、便于整机布置等优点,而且还可以自由设计车辆转向的力传递特性和角传递特性,是车辆转向系统的重大革新。但线控转向系统能否替代现有的装载机流量放大转向系统,取决于线控转向系统的可靠性、安全性和系统成本等方面。其中,最为重要的是系统的可靠性,这决定于系统容错能力的高低。容错是指所研究的对象能容许系统发生故障,不会因故障而发生失控或者崩溃;容错控制是指在传感器、控制器、执行器或系统其他元部件发生故障时,控制系统仍然是稳定的,并具有较理想的特性。 本文立足于国内技术水平,追踪国外的先进技术,开发了装载机容错线控转向系统,并围绕该系统进行了较为深入的理论与实验研究。首先,应用有限状态机(FSM)系统动态行为建模工具,建立装载机容错线控转向系统的故障诊断模型,并根据该模型提出元件与系统的故障诊断算法。其次,应用马尔柯夫(Markov)过程理论建立系统的可靠性分析模型,并计算得出系统的可靠性。再次,对线控转向系统转向控制算法进行了研究,通过MATLAB仿真,对比分析数字PID控制算法、混合模糊控制算法,仿真及实验结果显示混合模糊控制算法响应时间较快、抗干扰能力强,可以较好地满足实际转向系统的需要。最后,对装载机容错线控转向系统进行了部分台架实验,包括转向液压系统性能实验、故障诊断算法及容错性能验证实验、转向控制算法及转向性能验证实验。实验及仿真结果表明本文开发的的装载机容错线控转向系统具有较高可靠性,能够满足转向系统的实时性、稳定性和准确性要求。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TH243

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 周原;装载机线控转向智能控制方法研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王海英;基于DSP的装载机线控转向系统控制子系统研究设计[D];长春工业大学;2011年
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3 朱赞彬;多功能园林作业机滑移转向及其关键部件的设计与研究[D];东北林业大学;2012年
4 杨文;面向流体传动与控制应用系统的容错原理与纠错方法的研究[D];电子科技大学;2012年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张端金;张爱玲;;基于观测器的Delta算子系统故障检测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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4 罗小元;武晓晶;关新平;;一类非线性时滞系统基于观测器的自适应容错控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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10 杨萍;王翀;;基于ANSYS下的管道清灰机器人操作臂的可靠性分析[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李高云;大型船舶航向/航迹智能容错控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
3 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
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5 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
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7 凌丹;威布尔分布模型及其在机械可靠性中的应用研究[D];电子科技大学;2011年
8 沈波;基于不完全测量信息的非线性随机系统的滤波与控制[D];东华大学;2011年
9 何磊;基于FlexRay总线的线控转向系统双电机控制方法研究[D];吉林大学;2011年
10 魏占国;林木联合采育机底盘设计理论研究与应用[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张良清;基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 郑珊珊;带流量稳定器的先导式比例减压阀设计研究与特性分析[D];山东科技大学;2010年
3 张磊;基于ARM的矿用监测分站[D];山东科技大学;2010年
4 张维;基于ARM7的配电变电所和开闭所RTU研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李波,夏秋华;线控技术在汽车转向系统中的应用[J];汽车电器;2005年04期
2 任桂周;侯树展;曲金玉;;汽车电子新兴技术——线控技术[J];汽车电器;2007年01期
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4 彭晓燕;董晓丹;章兢;;汽车线控制动系统的可靠性分析和容错技术研究[J];汽车工程;2009年07期
5 陈善华,魏宏,李文辉,宗长富,左建令,管欣,高振海;汽车电子转向技术发展与展望[J];汽车技术;2003年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王宇彤;张雪峰;马越超;;基于MATLAB GUI的控制系统仿真平台设计[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 王德军;故障诊断与容错控制方法研究[D];吉林大学;2004年
2 王同建;装载机线控转向技术研究[D];吉林大学;2006年
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8 杨坤;轻型汽车电子机械制动及稳定性控制系统研究[D];吉林大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张建;电子机械制动执行器精细控制算法研究[D];吉林大学;2011年
2 范斌;滑移装载机行走闭式液压系统研究[D];吉林大学;2011年
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6 姚非;航天器姿态控制系统仿真平台的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 辛华;超燃风洞六自由度攻角系统的关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 韩瑞珍;PID控制器参数模糊自整定研究[D];浙江工业大学;2002年
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10 徐武雄;一种新型智能控制器的研究和设计[D];武汉理工大学;2003年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王剑鹏;50型装载机液压系统动态特性与热平衡研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 朱赞彬;多功能园林作业机滑移转向及其关键部件的设计与研究[D];东北林业大学;2012年
2 杜磊;HT25J型装载机电液线控转向系统的研究[D];杭州电子科技大学;2012年
3 杜圣荣;电动轿车制动能量回收系统压力估算算法研究[D];吉林大学;2013年
4 王创波;多功能工程车结构分析及工作装置调平系统研究[D];燕山大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李理光;国际汽车电子技术发展新动态——42V汽车供电系统[J];汽车技术;2001年02期
2 陈善华,魏宏,李文辉,宗长富,左建令,管欣,高振海;汽车电子转向技术发展与展望[J];汽车技术;2003年01期
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6 李晨晖;模糊控制技术现状与展望[J];青海大学学报(自然科学版);2001年01期
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8 陆剑君;两级液压放大技术在CAT装载机转向装置上的应用[J];起重运输机械;2004年05期
9 王建国,吴建平;基于扩展有限状态机的协议测试集生成研究[J];软件学报;2001年08期
10 蒋慧,谢希仁,林东;UML状态机的形式语义[J];软件学报;2002年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈宁;工程车辆节能换挡规律智能控制方法研究[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 韩瑞珍;PID控制器参数模糊自整定研究[D];浙江工业大学;2002年
2 文延;飞机全电刹车系统控制器设计[D];西北工业大学;2004年
3 高建明;装载机线控转向系统半实物仿真研究[D];吉林大学;2005年
4 彭飞;基于DSP的无刷直流电机控制系统设计[D];国防科学技术大学;2004年
5 景军清;轮式装载机动态信号负荷传感全液压转向系统特性分析与试验[D];吉林大学;2005年
6 李化良;飞机全电刹车控制系统的研究与设计[D];西北工业大学;2006年
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