电动叉车线控转向系统控制策略研究

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叉车是工业搬运车辆,主要用于工厂、码头、仓库等场所,由于货物沉重,空间狭小,因此对转向特性的要求比其他车辆高。传统转向系统的传动比是固定值,驾驶员为获得良好的操纵稳定性而使体力消耗增加。本文采用的线控转向系统,其摆脱了机械结构的束缚,可以自由设计传动比的值,提高了叉车的转向特性,使驾驶员不必再为保持操纵稳定性而进行补偿,减轻了驾驶员的负担。  结合合肥搬易通公司生产的TE30型叉车,本文对线控转向系统的原理、主要组成部件及数学模型进行了分析与研究。线控转向系统最大的特点就是传动比可自由设计,本文在线性二自由度整车模型的基础上,应用模糊控制规则设计了关于车速和转向角的非线性传动比函数。横摆角速度增益是衡量叉车转向特性的重要指标,由仿真结果可见,由模糊规则设计的变传动比使横摆角速度增益趋于常数,并且使叉车在低速行驶时轻盈灵敏,高速行驶时稳健厚重。采用PID控制策略对转向电机电枢电流进行控制,使转向电机能够快速、稳定的提供转向力矩。采用以上控制只是在稳态意义上提高了叉车的转向特性,而叉车实际行驶时处于动态过程。因此,为保证横摆角速度增益不随车速和转向角的变化而变化,本文提出了基于稳态控制的叉车动态校正控制策略。从仿真结果中可知,校正后的横摆角速度及质心侧偏角的幅值明显减小,响应速度加快,改善了线控转向系统的转向特性,增加了叉车的操作稳定性。
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