电控全液压转向控制系统设计与实验研究

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随着全液压转向技术的广泛应用,其工作过程中存在的转向偏差日益引起工程界的广泛关注。本文结合理论分析与实验研究,在传统全液压转向系统的基础上增加电磁阀补偿油路,开发一种新型电控全液压转向系统,通过油液补偿机制,有效消除各类转向偏差,保证车轮零位与方向盘零位严格对应,改善了车辆的转向性能。主要研究内容如下:  对传统全液压转向系统进行结构分析,在其开环传递的基础上增设补偿油路,构建闭环反馈;根据补偿电磁阀的控制特性,提出一种新型开关-PID混合控制策略,完成电控全液压转向系统总体方案设计;利用Simulink建立数学模型,并进行仿真分析,验证所设计方案的可行性与正确性。  以STC11F60XE单片机为主控单元设计控制器,绘制各功能模块电路原理图;在原理图的基础上,综合外形尺寸、元器件布局、布线、抗干扰等方面的考虑,设计制作印刷电路板(PCB);基于此,在Keil C51开发环境下,完成控制器各功能环节单片机程序的编制,根据传感器、上位机通信时序,在软件中予以匹配,实现数据采集以及上位机双向通信功能;设计了开关-PID混合控制策略,实现电磁阀控制与在线调试功能。  以宝骊CPCD30叉车为研究对象,完成控制系统器件安装,搭建实车实验平台;利用实际测得的转角数据,整定相关参数;同时,针对实验中新发现的方向盘过量滑移问题,对控制算法进行修正,提出周期化解决方案。然后针对传统全液压转向系统工作过程中存在的各类转向偏差,进行对比实验研究,验证所开发系统的补偿功能;根据实际工况中的连续使用要求,设计重复实验,结果表明所设计的电控全液压转向系统反应迅速、稳定性良好,在中位位置,车轮零位与方向盘零位准确对应,能够满足车辆在工业实践中对转向系统连续运行的使用要求。
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