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电动叉车线控转向系统建模与控制策略的研究

张青林  
【摘要】:线控转向系统是继电动助力转向系统后出现的一种新型转向系统,它取消了转向盘与转向轮之间的机械连接,通过转向电机和路感电机实现车轮转向操作和路感模拟,旨在提高车辆的安全性、操纵稳定性以及节能环保性。线控转向系统目前是汽车领域的研究热点之一,而在电动叉车领域仍以传统机械转向系统或液压转向系统为主。由于线控转向系统与机械转向系统或液压转向系统相比,具有变传动比、性能可调等优点,对其在电动叉车领域的应用进行研究具有重要的实际意义。本文从三个方面对叉车线控转向系统的设计进行了优化。其一是结合车辆转向系统的传动比特性,应用模糊控制技术设计了基于转向手把转角和车速的变传动比函数,仿真结果表明采用模糊变传动比控制时,叉车低速转向轻盈灵敏,高速转向稳健厚重。其二是讨论了横摆角速度对车辆操纵稳定性的影响,提出在模糊变传动比控制的基础上引入横摆角速度反馈控制,并采用模糊自适应PID控制器,仿真结果表明,引入横摆角速度反馈控制后,明显减小了横摆角速度超调量,加快了响应速度,改善了车辆的动态性能。最后分析了转向盘力特性,设计了基于轮胎回正力矩的转向盘力矩仿真模型,并采用PID控制器实现路感电机的路感模拟控制,仿真结果表明控制器满足系统要求。


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