电动叉车线控转向系统的主动转向控制策略研究

摘要

电动叉车是一种重要的物流工具，因其环保、操作简便灵巧、高可靠性等优点，越发得到市场青睐。电动叉车线控转向系统摆脱了传统机械转向的束缚，拥有转向特性可以自由设计的特点，是当前电动叉车转向系统的发展热点，而主动转向控制对于改善电动叉车线控转向系统的转向性能有重要作用。
　　主动转向控制技术是在线控转向的基础上，通过对表征车辆转向性能的参数:横摆角速度、质心侧偏角、转向半径等的控制，使这些参数在理想的范围之内，避免车辆不足转向和过度转向等现象，进而提高车辆的操纵稳定性和机动性。
　　本文以三轮全转向电动叉车作为研究对象，对电动叉车线控转向系统的主动转向控制策略进行了深入研究。首先基于牛顿力学原理和阿克曼转角原理建立了三轮全转向叉车线性二自由度模型，为后文的转向控制策略研究提供一个模型平台;其次结合操纵稳定性能和机动性能两个方面，考虑叉车工作场所狭窄、频繁转向、负载变化明显等工作要求，研究了解耦控制、前后轮等角反向转动控制两种主动转向控制策略。然后根据三轮全向前移式电动叉车TFC20的实际数据，本文对以上两种控制策略的抗负载干扰、抗测量干扰能力进行了研究，并在高速斜坡、高速正弦、低速斜坡和低速正弦四种工况下，对两种控制策略进行了转向性能仿真分析，结果表明解耦控制策略具有高抗干扰能力、高稳定性、快速性等优点，前后轮等角反转控制策略具有较强的抗干扰能力、高机动性等优点。最后，结合叉车仓储搬运作业的实际工况，对三轮全转向叉车的斜行、原地转向两种特种运行模式进行了研究。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 电动叉车的发展概况

1．2 线控转向系统主动转向技术研究概况

1．2．1 国外研究概况

1．2．2 国内研究概况

1．3 课题研究的来源、目的和意义

1．3．1 课题研究的来源

1．3．2 课题研究的目的

1．3．3 课题研究的意义

1．4 本文研究的主要内容

第二章 三轮全转向叉车的数学模型研究

2．1 SBW系统组成与工作原理

2．2 三轮全转向叉车转向模式

2．3 三轮全转向叉车动力学模型

2．3．1 三轮全转向叉车运动坐标系

2．3．2 三轮全转向叉车运动分析

2．3．3 三轮全转向叉车前后轮转向角关系分析

2．3．4 三轮全转向叉车线性二自由度模型

2．4 本章小结

第三章 三轮全转向叉车的主动转向控制策略研究

3．1 转向控制要求

3．2 转向性能阐述

3．3 叉车转向系统运动变量的选取

3．4 解耦控制研究

3．5 前后轮等角反向转动控制研究

3．6 算法抗干扰能力的研究

3．6．1 算法抗负载干扰能力的研究

3．6．2 算法抗测量干扰能力的研究

3．7 本章小结

第四章 三轮全转向叉车的转向性能仿真分析

4．1 三轮全转向叉车高速仿真实验

4．1．1 高速斜坡工况下的响应

4．1．2 高速正弦工况下的响应

4．2 三轮全转向叉车低速仿真实验

4．2．1 低速斜坡工况下的响应

4．2．2 低速正弦工况下的响应

4．3 本章小结

第五章 三轮全转向叉车的特种转向模式研究

5．1 斜行模式

5．2 原地转向模式

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况