【摘要】：軍用地面無人車輛是未來軍事力量的重要組成部分。在我國,大量的“一代坦克”面臨著淘汰和退役,但是其單流傳動系統(tǒng)具有傳動效率高、成本低的優(yōu)點,是最具有無人化潛力的履帶裝甲平臺。本課題以某部委預研項目為依托,以某型單流傳動履帶裝甲車輛為平臺,緊緊圍繞其整車與動力傳動系統(tǒng)開展無人駕駛時的自主坡道起步控制技術(shù)研究,具體內(nèi)容如下:(1)對傳動系統(tǒng)進行了起步過程的動力學分析,并從滑磨功等方面全面對比了轉(zhuǎn)向離合器與主離合器進行坡道起步的優(yōu)缺點;以履帶裝甲車輛安全起步條件為前提,提出了無人駕駛履帶車輛坡道起步的評價指標;制定了轉(zhuǎn)向離合器坡道起步方案。(2)以轉(zhuǎn)向離合器坡道起步過程中車輛的受力變化為依據(jù),進行整車動力學分析;在足夠安全的范圍內(nèi),給出了溜車距離的計算表達式和兩側(cè)履帶所受驅(qū)動力的約束條件。(3)依據(jù)坡道起步過程對轉(zhuǎn)向驅(qū)動機構(gòu)響應(yīng)時間的要求加裝了液壓伺服控制系統(tǒng);建立了伺服放大器與閥控液壓缸的數(shù)學模型以及轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)之間的運動關(guān)系,并在simulink中進行了系統(tǒng)開環(huán)特性測試。(4)采用模糊PID閉環(huán)控制算法實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)期望位移值的精確跟蹤;在坡道起步第一階段用慣性導航系統(tǒng)提供的坡道角度來確定離合器半接合點,第二階段引入發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降率對離合器接合速度進行閉環(huán)控制;并將無人駕駛時自主坡道起步的功能實現(xiàn)融入整車控制系統(tǒng)的架構(gòu)中。(5)通過參加“跨越險阻”地面無人系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽以及實車試驗,驗證了無人駕駛模式下的整車自主坡道起步策略,取得良好效果,在溜車距離幾乎為零的前提下,大大減小了起步時間和滑磨功。
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TJ810
【圖文】：

MULE系列無人車

圖 1.1 Crusher 圖 1.2 MULE 系列無人車雖然通過獨立輪轂驅(qū)動與先進的懸掛系統(tǒng)可以有效地提高輪式無人平臺對路面狀況的適應(yīng)能力，但是其通過性與越野能力還是不如履帶平臺。著名的“黑騎士”履帶無人戰(zhàn)車（圖 1.3）由一臺 300 馬力的柴油機驅(qū)動，其單位功率高達 25～30 馬力／噸，“黑騎士”的動作相當具有爆發(fā)性，由于無須考慮乘員的生理承受能力，它的后置柴油發(fā)動機在數(shù)秒鐘內(nèi)可將其從靜止加速到 77 千米/小時的極速，而且其制動性能也非常好，全速行駛時可以非常流暢地轉(zhuǎn)換到制動狀態(tài)[15]。與其師出同門的還有“角斗士”新型戰(zhàn)術(shù)無人履帶車（圖 1.4），兩者均由英國的 BAE 系統(tǒng)公司研制[16]。

圖 1.1 Crusher 圖 1.2 MULE 系列無人車雖然通過獨立輪轂驅(qū)動與先進的懸掛系統(tǒng)可以有效地提高輪式無人平臺對路面狀況的適應(yīng)能力，但是其通過性與越野能力還是不如履帶平臺。著名的“黑騎士”履帶無人戰(zhàn)車（圖 1.3）由一臺 300 馬力的柴油機驅(qū)動，其單位功率高達 25～30 馬力／噸，“黑騎士”的動作相當具有爆發(fā)性，由于無須考慮乘員的生理承受能力，它的后置柴油發(fā)動機在數(shù)秒鐘內(nèi)可將其從靜止加速到 77 千米/小時的極速，而且其制動性能也非常好，全速行駛時可以非常流暢地轉(zhuǎn)換到制動狀態(tài)[15]。與其師出同門的還有“角斗士”新型戰(zhàn)術(shù)無人履帶車（圖 1.4），兩者均由英國的 BAE 系統(tǒng)公司研制[16]。

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