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履带式推土机是工程机械的一个主要机种,它的工作环境复杂多变,工作场地条件恶劣,在作业过程中所受到的外界负载会发生剧烈变化。针对复杂多变的工作条件,传统推土机的自适应性较差、工作效率较低。随着电传动技术的发展,传统推土机的动力传动系和控制方法已不能完全适应新的设计需要。电传动推土机已成为推土机发展的一种趋势,由于与传统推土机完全不同的能量传递和结构形式,对电传动推土机的动力学控制也提出了更高的要求。如何对驾驶员的操作、驱动执行机构、传动系进行协调控制将成为电传动推土机研发中的关键问题。因此,对电传动推土机动力学的控制仿真研究变得十分必要。本文从电传动推土机动力学控制的实际应用角度出发,对电传动推土机的总体结构、控制方案、控制策略、建模与仿真进行深入的研究。主要工作及结论如下:1.结构选型与动力学分析对电传动推土机的电传动系统进行总体结构的研究,确定电传动推土机的总体结构为串联式“直驶电机与转向液压马达”结构。另外,根据电传动推土机的行驶特点,分析推土机直驶状态、空载转向状态、带载转向状态下的受力,并对受力状态作出统一描述,最终建立推土机的动力学模型。2.动力学控制方案与控制策略的研究提出基于转速调节和转矩转速调节的动力学控制方案,其中转速调节采用PID控制算法。然后分别定义两种控制方案的驾驶员输出信号、反馈量和控制目标量,完成两种控制方案的动力学控制策略,并用Simulink/Stateflow有限状态机工具箱对不同的控制策略进行逻辑建模。3.电传动推土机驱动系统模型的建立利用Simulink中的Look-Up Table模块对电机的外特性曲线建模,并分别建立转速调节和转矩调节的电机控制器的仿真模型;差速转向系统的转向部分采用变量泵—定量马达闭式系统来驱动,根据变量泵—定量马达系统的数学描述,建立了泵控马达系统转速调节的仿真模型;根据差速转向系统的参数信息在Simulink中利用SimDriveline工具箱建立其仿真模型;最后结合推土机的动力学模型分别完成了转速调节与转矩转速调节的电传动推土机驱动系统整体建模。4.动力学控制的仿真与分析给出仿真参数并在Simulink中定义全局变量。根据推土机的工作特点,设定几个典型工况。针对转速调节驱动系统模型的仿真分析,得到的动力学控制策略可以最大程度的解释驾驶员的操作意图,整体控制效果良好,验证了动力学控制策略和仿真模型的准确性。由于推土机受到的负载呈现大范围、非线性变化,需要针对每种工况单独对PID参数整定。通过对转矩转速调节的驱动系统模型的仿真分析可以得到,电机转矩控制与泵控马达的转速控制的相互配合,同样可以实现驾驶员的操作意图。最后对两种控制方案进行比较并分析方案的可行性,得出转速调节的控制方案更适合于电传动推土机的实际应用。