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湿式制动对无轨胶轮车的影响

2020-07-29 17:56:05 24


    无轨胶轮车作为煤矿井下重要的运输设备,提高了运输效率,其制动安全受到人们高度的关注。但湿式制动器容易产生过大的制动力矩,导致车轮很容易抱死,同时目前对湿式制动器ABS控制策略研究较少。论文将防抱死制动系统引入湿式制动器,不仅可以降低对制动系统的负荷冲击,而且缩短了制动时间和距离。

主要研究工作如下:

(1)根据矿用无轨胶轮车制动性能要求计算湿式制动器制动参数,采用三维立体建模软件SolidWorks和动态仿真软件ADAMS联合建模仿真,建立虚拟样机模型,并通过动力学仿真来验证模型的正确性。

(2)基于MATLAB/Simulink建立单轮车辆模型、轮胎力学模型、滑移率模型和液压制动系统模型,设计了基于滑移率的PID控制策略和模糊PID控制策略。在建立的单轮车辆ABS模型中,完成了对PID控制策略和模糊PID控制策略的仿真对比实验,结果表明,模糊PID使得滑移率能够更快、更稳定地保持在理想滑移率附近,并且在制动距离、制动时间等方面优势更突出,从而验证模糊PID控制策略的有效性。

(3)通过ADAMS/Controls模块将ADAMS中的湿式制动器模型与MATLAB中所建立的基于两种不同控制策略的ABS进行联合仿真,并且在湿沥青路面、冰雪路面的工况下进行了直线制动仿真。结果表明模糊PID有更好的控制效果,使实际滑移率趋于期望值附近,同时制动力矩能够得到有效的控制。改善了车轮容易抱死问题,缩短了制动距离,并且满足矿用胶轮车刹车过程中的性能指标。

(4)搭建实验台,完成实验验证。在搭建的湿式制动器ABS制动性能实验台上分别完成基于PID控制策略和模糊PID控制策略的制动性能实验,实验结果表明:模糊PID在制动性能方面优于PID控制方法,验证了所建立策略的正确性。