[发明专利]一种自调平履带车的整车建模搭建方法

说明书

本发明公开了一种自调平履带车的整车建模搭建方法，采用四点调平设计，且分别考虑履带车的车身及履带车的底盘在垂直、俯仰、侧倾方向、车轮垂直方向的受力平衡，由此在仿真软件中建立履带车整车数学模型；在仿真软件中建立调平液压缸系统模型，利用该调平液压缸系统模型输出液压缸主动力，且使用模糊自适应PID控制器对液压缸进行位置控制；在仿真软件中对履带车整车数学模型和调平液压缸系统模型进行联合仿真，将调平液压缸系统模型输出的液压缸主动力作用于履带车整车模型，由此完成履带车整车模型的搭建；搭建路面激励模型，根据路面激励模型所反馈的效果对履带车整车模型中的参数进行调控，优化整车模型，实现自调平履带车的整车模型搭建。

技术领域

本发明属于履带车整车建模领域，尤其是一种自调平履带车的整车建模搭建方法。

背景技术

我国的农业经济正在高速发展，农机装备所面临的环境也在不断变化，传统的人工手动调平作业无法适应农业机械自动化、智能化的发展，为了满足农业机械化工作更高的要求，研究人员开始针对不同作业环境的农业机械研究自动调平系统，以减少操作人员的劳动强度，提高效率和作业质量。农业机械自动调平系统的不断优化升级，可显著提高农业机械的运行水平，实现农业机械现代化信息作业。

多自由整车动力学模型是开发车辆虚拟样机的核心技术，而现有技术中针对履带车动力学模型仅采用2自由度或半车模型，其无法模拟履带车在各种坡度的丘陵山地上的行驶工况以及调平情况；因此亟需建立履带车整车模型，为履带车在不同工况下的整车控制和车身调平提供研发平台。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种自调平履带车的整车建模搭建方法，本发明通过在仿真软件中进行联合仿真，实现了自调平履带车的整车模型搭建，能够模拟履带车在不同坡度的丘陵山地上调平及车身稳定情况，使用模糊自适应PID控制对液压缸位置控制，提高系统控制精度和鲁棒性。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种自调平履带车的整车建模搭建方法，包括如下步骤：

步骤1，履带车整车数学模型采用四点调平设计，且分别考虑履带车的车身在垂直、俯仰、侧倾方向的受力平衡，及履带车的底盘在垂直、俯仰、侧倾方向、车轮垂直方向的受力平衡，由此在仿真软件中建立履带车整车数学模型；

步骤2，在仿真软件中建立调平液压缸系统模型，利用该调平液压缸系统模型输出液压缸主动力，且使用模糊自适应PID控制器对液压缸进行位置控制；

步骤3，在仿真软件中对步骤1中搭建的履带车整车数学模型和步骤2中建立调平液压缸系统模型进行联合仿真，将调平液压缸系统模型输出的液压缸主动力作用于履带车整车模型，由此完成履带车整车模型的搭建；

步骤4、搭建路面激励模型，并根据路面激励模型所反馈的效果对履带车整车模型中的参数进行调控，实现整车模型的优化。

进一步，所述调平液压缸系统模型，主要包括电磁换向阀3、叠加式液控单向阀2、叠加式双单向节流阀1、力传感器、位移传感器和模糊自适应PID控制器；电磁换向阀3的进口端通过管路连接液压泵及储油单元，电磁换向阀3的出口端通过管路依次连接叠加式液控单向阀2、叠加式双单向节流阀1和液压缸。

进一步，电磁换向阀3用来改变液压缸的伸缩转换方向；叠加式液控单向阀2用于液压缸的保压，当横向调平液压缸和纵向调平液压缸完后调平动作后，锁死液压缸活塞杆伸出的位置。

进一步，模糊自适应PID控制器接收位移传感器所采集的位移信息，并基于位移信息处理输出调平控制信号至电磁换向阀3，对电磁换向阀3的换向位置进行调节，实现履带车自调平。

进一步，模糊自适应PID控制器的自调整公式表示为：