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高速履带车辆横摆运动响应特性分析与试验验证

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兵工学报 2024年第4期45卷 1094-1107页

作者：袁艺盖江涛曾根周广明李训明马长军中国北方车辆研究所北京100072

为研究高速履带车辆操纵特性,奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,建立了高速履带车辆非线性转向动力学模型及2自由度线性转向动力学模型,并对模型进行试验验证。利用2自由度线性模型推导了高速履带车辆横摆运动传递函... 详细信息

为研究高速履带车辆操纵特性,奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,建立了高速履带车辆非线性转向动力学模型及2自由度线性转向动力学模型,并对模型进行试验验证。利用2自由度线性模型推导了高速履带车辆横摆运动传递函数,基于此进行了高速履带车辆横摆运动时域和频域响应特性分析,提出履带车辆稳态横摆角速度增益及临界阻尼车速的定义。研究结果表明:履带车辆稳态横摆角速度增益均小于1,履带车辆具有不足转向特性;履带车辆系统阻尼比在1左右;当车速小于临界阻尼车速时,车辆系统为过阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间在0.2 s内;当车速等于临界阻尼车速时,车辆系统为临界阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间大于10 s;当车速大于临界阻尼车速时,车辆系统为欠阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间迅速减小至2~3 s。

关键词：高速履带车辆操纵特性横摆运动瞬态响应频率响应

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电传动履带车辆电气系统稳定性分析及优化提升策略

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兵工学报 2024年

作者：李耀恒盖江涛张楠成城李翠芬帅志斌刁利军北京交通大学电气工程学院中国北方车辆研究所

为提高电传动履带车辆电气系统稳定性，利用小信号分析法对电传动履带车辆电力电子源网荷储所构建的直流微电网系统进行建模，结合电传动履带车辆工况条件，从阻抗匹配角度分析系统不同工况及不同参数变化下的稳定性规律和机理。同时，... 详细信息

为提高电传动履带车辆电气系统稳定性，利用小信号分析法对电传动履带车辆电力电子源网荷储所构建的直流微电网系统进行建模，结合电传动履带车辆工况条件，从阻抗匹配角度分析系统不同工况及不同参数变化下的稳定性规律和机理。同时，针对电传动履带车辆电气系统稳定性优化提升的需求，在发动机-发电机组和DC/DC控制回路中分别设计基于电压的反馈通道和虚拟电容控制环节，该环节能够自适应电压波动情况对电气系统进行控制，从而提升了电传动履带车辆电气系统稳定性。最后通过仿真验证了该方法的有效性和可行性。

关键词：履带车辆电传动稳定性电气系统直流微网

基于牵引力-滑转率特性的高速电驱履带车辆行驶路面辨识方法研究

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车辆与动力技术 2024年第1期 15-21页

作者：侯云龙盖江涛袁艺曾根李训明马长军中国北方车辆研究所北京100072

电驱动高速履带车辆质量大、行驶速度快、行驶条件复杂,识别地面特性对其动力学控制具有重大意义.基于电驱动高速电驱履带车辆与地面之间的牵引力-滑转率特性,本文提出了一种利用长短期记忆神经网络(LSTM)进行路面识别的方法.通过采集... 详细信息

电驱动高速履带车辆质量大、行驶速度快、行驶条件复杂,识别地面特性对其动力学控制具有重大意义.基于电驱动高速电驱履带车辆与地面之间的牵引力-滑转率特性,本文提出了一种利用长短期记忆神经网络(LSTM)进行路面识别的方法.通过采集车辆行驶过程中的驱动电机转矩、转速信号及惯性测量单元得到的车辆纵向、横向加速度信号,记录并筛选出在一个滑转率变化过程中的牵引力-滑转率特征数据,通过LSTM神经网络,将特征数据归类,识别出当前行驶路面类型.该方法具有采集设备简单、信号易获得、算力要求较低等优点.仿真结果表明,该方法能够将车辆行驶路面准确归类于三种典型高、中、低附着路面.

关键词：履带滑转长短期记忆神经网络路面辨识

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电传动履带车辆电气系统暂态稳定性分析

中国科学:技术科学 2023年第9期53卷 1507-1521页

作者：盖江涛李耀恒帅志斌中国北方车辆研究所北京100072 车辆传动重点实验室北京100072

陆战平台全电化发展使得电传动履带车辆源-网-荷拓扑的电力电子化程度不断加深.以电传动履带车辆为研究对象,聚焦电气系统源-网-荷暂态特性,通过分析电力电子变换装置时变拓扑、多时间尺度控制、强非线性、弱抗扰性、结构复杂等特征,结... 详细信息

陆战平台全电化发展使得电传动履带车辆源-网-荷拓扑的电力电子化程度不断加深.以电传动履带车辆为研究对象,聚焦电气系统源-网-荷暂态特性,通过分析电力电子变换装置时变拓扑、多时间尺度控制、强非线性、弱抗扰性、结构复杂等特征,结合车辆载荷特征,建立了复合能源供电下的系统模型.提出平均状态空间小信号分析结合基于非线性解耦的大信号分析来分析系统的暂态稳定性,并通过系统仿真验证所建立模型和所提出分析方法的有效性、准确性.

关键词：履带车辆电传动暂态特性平均状态空间非线性解耦

双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机故障模式下车辆安全控制

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兵工学报 2023年第11期44卷 3498-3507页

作者：生辉项昌乐盖江涛袁艺简洪超张楠北京理工大学机械与车辆学院北京100081 中国北方车辆研究所北京100072

双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机发生故障如果不及时采取措施,极易导致车辆偏驶,甚至出现安全问题。为了保证单侧电机故障模式下的车辆安全,开展单侧电机故障模式下车辆制动避障安全控制研究。基于实车采取的一侧发生故障、另一侧及... 详细信息

双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机发生故障如果不及时采取措施,极易导致车辆偏驶,甚至出现安全问题。为了保证单侧电机故障模式下的车辆安全,开展单侧电机故障模式下车辆制动避障安全控制研究。基于实车采取的一侧发生故障、另一侧及时处于故障模式的控制方式进行车辆安全性分析,提出一种双侧电机耦合驱动履带车辆单侧电机故障模式下车辆安全控制策略并通过RT-LAB半实物实时仿真验证。研究结果表明:该控制策略能够按照驾驶员意图,在单侧电机故障模式下实现不同车速下车辆不同相对转向半径的转向控制,而且面对连续的避障需求,可以稳定转向,保证履带车辆的安全。

关键词：履带车辆双侧电机耦合驱动单侧电机故障安全控制制动避障

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高速电驱动履带车辆操纵特性分析

兵工学报 2023年第1期44卷 203-213页

作者：袁艺盖江涛周广明高秀才李训明马长军中国北方车辆研究所北京100072 车辆传动重点实验室北京100072 陆军装备部驻北京地区第六军事代表室北京100072

为了奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,进行了高速电驱动履带车辆开环操纵特性分析及高速电驱动履带车辆横摆运动响应试验,并在此基础上完成了基于人-车-路闭环系统的电驱动履带车辆操纵特性分析。研究结果表明:车... 详细信息

为了奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,进行了高速电驱动履带车辆开环操纵特性分析及高速电驱动履带车辆横摆运动响应试验,并在此基础上完成了基于人-车-路闭环系统的电驱动履带车辆操纵特性分析。研究结果表明:车速越高,横摆角速度稳定值越小;路面条件越好,车辆横摆角速度响应越快;当考虑电驱动车辆的动态响应特性后,保证闭环系统稳定的驾驶员预瞄时间需要增大,驾驶员最短反应滞后时间缩短;驱动电机响应速度越快,使系统稳定的最小预瞄时间越大。

关键词：电驱动履带车辆高速履带车辆操纵特性横摆运动人-车-路闭环系统

基于智能优化相关向量机的综合传动变工况直驶传递效率预测

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兵工学报 2023年第1期44卷 270-278页

作者：张金豹盖江涛安媛媛桂林朱炳先邹天刚中国北方车辆研究所北京100072

传递效率是表征履带车辆综合传动装置性能的重要指标之一,但综合传动装置内部复杂的动力传递路径和外部工作环境导致其传递效率预测模型建模困难,无法保证传递效率的准确计算。基于上述分析,提出一种基于综合传动装置直驶模式下多种工... 详细信息

传递效率是表征履带车辆综合传动装置性能的重要指标之一,但综合传动装置内部复杂的动力传递路径和外部工作环境导致其传递效率预测模型建模困难,无法保证传递效率的准确计算。基于上述分析,提出一种基于综合传动装置直驶模式下多种工况传递效率数据驱动的传递效率预测方法。对75台综合传动装置不同工况下的传递效率数据进行统计分析并得到统计特征;通过统计特征选择智能优化相关向量机进行传递效率预测建模,进而实现待测综合传动装置在变工况直驶模式下的传递效率预测。结果表明,变工况下测试样本传递效率预测结果的平均绝对误差和均方根误差分别控制在0.01和0.02以内,验证了该方法的可行性和正确性。

关键词：综合传动直驶传递效率预测变工况相关向量机

高速履带车辆横摆运动响应特性分析与试验验证

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兵工学报 2023年

作者：袁艺盖江涛曾根周广明李训明马长军车辆传动重点实验室中国北方车辆研究所

为研究高速履带车辆操纵特性，奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础，建立了高速履带车辆非线性转向动力学模型及2自由度线性转向动力学模型，并对模型进行试验验证。利用2自由度线性模型推导了高速履带车辆横摆运动传... 详细信息

为研究高速履带车辆操纵特性，奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础，建立了高速履带车辆非线性转向动力学模型及2自由度线性转向动力学模型，并对模型进行试验验证。利用2自由度线性模型推导了高速履带车辆横摆运动传递函数，基于此进行了高速履带车辆横摆运动时域和频域响应特性分析，提出履带车辆稳态横摆角速度增益及临界阻尼车速的定义。研究结果表明：履带车辆稳态横摆角速度增益均小于1，履带车辆具有不足转向特性；履带车辆系统阻尼比在1左右；当车速小于临界阻尼车速时，车辆系统为过阻尼系统，横摆角速度响应的上升时间在0.2 s内；当车速等于临界阻尼车速时，车辆系统为临界阻尼系统，横摆角速度响应的上升时间大于10 s；当车速大于临界阻尼车速时，车辆系统为欠阻尼系统，横摆角速度响应的上升时间迅速减小至2～3 s。

关键词：高速履带车辆操纵特性横摆运动瞬态响应频率响应

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高机动平台电缓速匹配技术综述

兵工学报 2023年第1期44卷 1-10页

作者：宁克焱李德胜田金山盖江涛欧阳巍兰海庞惠仁中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室北京100072 北京工业大学材料与制造学部北京100124

高机动平台的发展表明,高速行驶等机动性能提升导致持续制动功率不断增加、采用单一机械制动其摩擦部件温升过高,亟需加强制动系统缓速匹配的研究。通过分析高机动平台典型制动工况,明确了缓速匹配的设计输入;对多类型缓速技术的发展现... 详细信息

高机动平台的发展表明,高速行驶等机动性能提升导致持续制动功率不断增加、采用单一机械制动其摩擦部件温升过高,亟需加强制动系统缓速匹配的研究。通过分析高机动平台典型制动工况,明确了缓速匹配的设计输入;对多类型缓速技术的发展现状和特性进行分析,提出一种适合高机动制动匹配的新型电缓方案,分析研究了新型电缓的主要关键技术;以40 t级高机动平台为背景进行新型缓速性能研究,为高机动平台缓速制动研发提供一种新的技术途径。

关键词：高机动平台制动电缓速特种车辆