基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輪式裝載機防滑差速器的控制研究.pdf

1、輪式裝載機工作環(huán)境比較惡劣,經(jīng)常由于車輪打滑引起車輛驅(qū)動性能和通過性能下降,影響作業(yè)進度和效率。國內(nèi)工程車輛差速器多采用普通差速器或摩擦片式被動限滑差速器。主動限滑差速器在汽車上應(yīng)用較多,工程車輛上沒有應(yīng)用。
　　 本文結(jié)合國內(nèi)外限滑差速器的發(fā)展狀況,分析當前常用限滑差速器的結(jié)構(gòu)和缺陷。以ZL50裝載機為研究對象,對比常用的普通差速器和摩擦片式被動限滑差速器的結(jié)構(gòu)和工作原理,提出結(jié)構(gòu)改進方案,設(shè)計了一種新型的電磁式主動限滑差速器

2、,完成結(jié)構(gòu)選型,傳力過程分析。
　　 ZL50裝載機行駛路況復(fù)雜,針對電磁式限滑差速器控制器的輸入和輸出呈非線性,設(shè)計BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,確定了網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),建立帶反饋的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?；贐P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器對電磁式限滑差速器的控制機構(gòu)電磁閥進行控制。確定初始權(quán)值和閾值,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出值作為PID控制器的三個參數(shù)實現(xiàn)控制,將誤差信號從輸出端回送,反向傳播,修正加權(quán)系數(shù)。根據(jù)路面輸入情況調(diào)整,反復(fù)迭代,自適應(yīng)得到控制參數(shù)。

3、r>　　 對ZL50裝載機動力傳動系統(tǒng)進行分析和建模,對驅(qū)動系統(tǒng)組成部件分別建模。建立發(fā)動機模型,液力變矩器模型,探討發(fā)動機和液力變矩器的共同工作輸入特性、輸出特性,建立變速器模型,驅(qū)動橋模型和輪胎模型。分析直線行駛和轉(zhuǎn)向行駛的驅(qū)動過程。
　　 將差速器從驅(qū)動系統(tǒng)中獨立出來,選用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法,控制電磁閥推桿作用于液壓油缸的壓力,最終實現(xiàn)對限滑力矩的控制。在Matlab中設(shè)計程序,三種對分路面上直線行駛情況進

4、行仿真,對比分析有無裝用限滑差速器的仿真結(jié)果。進行直線行駛和轉(zhuǎn)向行駛工況的仿真,對比分析裝用普通差速器、摩擦片被動限滑差速器、電磁式主動限滑差速器三種差速器的仿真結(jié)果。
　　 仿真結(jié)果可知:基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制的電磁式限滑差速器,克服了普通差速器平均分配扭矩的缺點,對附著系數(shù)對分的路面具有良好的自適應(yīng)性,兩側(cè)路面附著系數(shù)相差越大,限滑效果越明顯。低附著區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)較好的限滑作用,控制輪胎的滑轉(zhuǎn)率,使裝載機具有較高的驅(qū)動力