重型轮式车辆因其载重大、运输效益高等特点而广泛的运用于交通运输、农业、矿业和军事装备等领域,由于其轴数多、车身长且吨位大,导致低速行驶灵活性差和高速行驶稳定性差,因此转向系统的性能成为决定重型轮式车辆行驶特性的关键。对车辆不同行驶工况的深入了解是研制高性能转向系统的关键,重型车辆转向实验台要求可实现多种转向工况的实验,其中电液伺服加载系统是实验台架中的重要部分。本文主要针对重型车辆多种转向工况,设计重型车辆转向实验台电液伺服加载系统,并对加载系统进行精确控制研究。首先,基于实际转向工况提出加载系统设计要求,设计液压系统和机械结构部分。依据车辆实际行驶路况,提出加载系统满足模拟静载荷、交变载荷和偏载测试的设计要求,并设计液压原理图;设计可更换不同路面模拟板的加载结构,设计集成阀块和连接管路;依据原理图对主要元件进行计算分析和选型。其次,建立加载系统数学模型,通过实验分析获取轮胎负载特性,通过仿真对系统关键参数进行分析。依据系统实际工况适当简化模型,分别建立系统的正向模型和反向模型并将其归一化处理,最终形成系统数学模型;结合轮胎负载的弹性特性,通过实验研究获取轮胎刚度和变形量的关系及其与激振频率的关系,并通过数据拟合获得轮胎刚度数学模型;据此建立Simulink仿真模型并分析模型准确性与参数影响规律。然后,针对加载系统精确控制问题,通过粒子群算法整定PID、普通滑模控制和积分滑模控制等控制方法提升加载系统控制精度。基于粒子群算法和ITAE性能指标,整定PID参数;高频工况下PID控制频响较慢,因此基于模型设计了普通滑模控制;然而普通滑模控制存在一定的系统振动,为进一步提高控制精度,设计了积分滑模控制器。最后,搭建转向加载系统,并通过实验验证系统的可行性和控制的有效性。依据设计的加载系统,搭建了系统的机械部分、液压部分和电气部分;通过实验验证系统三种加载工况的实现效果;通过实验并与仿真进行比较,验证粒子群算法整定PID、普通滑模控制和积分滑模控制的有效性。本文的创新之处在于,设计并搭建了包含机械结构、液压系统和电控部分的转向加载系统,有助于重型车辆转向性能的研究和测试;在此基础上建立了系统模型,并对模型关键参数即轮胎刚度展开实验研究;依据所建立的数学模型设计了滑模控制器,实现了系统的有效控制。