本发明专利技术公开了一种车辆同步转向的期望转向曲线确定方法，包括：确定全液压转向同步系统的转向效率的最大转向效率和最小转向效率；分别绘制出所述最大转向效率和所述最小转向效率对应的转向曲线；以所述最大转向效率所对应的所述转向曲线为上边界，所述最小转向效率所对应的所述转向曲线为下边界，构成所述期望转向曲线的可行域，其余区域为不可行域，其中所述可行域内的任意转向曲线均可作为所述期望转向曲线。本发明专利技术实现了车辆精准的同步转向，保证了方向盘与转向轮转角的一致性，提高了转向安全性与工作的精确性。了转向安全性与工作的精确性。了转向安全性与工作的精确性。
【技术实现步骤摘要】
车辆同步转向的期望转向曲线确定方法、控制方法及系统
[0001]本专利技术属于全液压转向车辆的转向控制领域，具体是涉及了一种车辆同步转向的期望转向曲线确定方法、控制方法及系统。
技术介绍
[0002]随着时代的进步，工程机械、农业机械和军事车辆等全液压同步转向的应用领域越来越广泛，应用环境也更加复杂多样。人们对于全液压同步转向车辆的要求已经从功能性要求过渡到高效，安全，精确等要求。对转向控制能力要求也随之增加。
[0003]传统全液压转向车辆由于液压转向泵的制造或安装误差以及使用过程中的磨损等因素会使液压转向泵“失精”，即液压转向泵不能按既定的排量排出油液，这将会造成转向轮转角与方向盘转角不一致。例如，普通的液压转向系统在转向轮的转向角度已经转到最大值时，由于泄漏的存在，方向盘仍然可以向转向一侧滑移一段距离，而当回到直线行走时，方向盘的转角相对前一次直线行走就发生了一定的偏转，无法做到方向盘和车轮转向同步。所以，驾驶员在驾驶过程中要不断调整方向盘来保证既定的方向，驾驶员方向感差、驾驶难度与劳动强度大、同时安全性也大大降低。
[0004]全液压转向系统在车辆上的应用如此广泛，其转向安全性无疑是工程车辆，军事车辆和农业机械车辆等安装全液压转向系统的车辆行业最关注的问题之一，而对安全性起决定性作用的影响因素是系统转向的精准性和可靠性，因此，要提高此类车辆主动安全技术应该首要考虑其转向的精确性与可靠性方面的研究。
技术实现思路
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种车辆同步转向的期望转向曲线的确定方法，为全液压转向车辆等提供确定期望转向曲线的参考，确保期望转向曲线的可跟踪性，使车轮与方向盘可以做到同步转向，从而提高安全性与驾驶员的方向感。
[0006]本专利技术提出一种车辆同步转向的期望转向曲线的确定方法，包括：
[0007]确定全液压转向同步系统的转向效率的最大转向效率和最小转向效率；
[0008]分别绘制出所述最大转向效率和所述最小转向效率对应的转向曲线；
[0009]以所述最大转向效率所对应的所述转向曲线为上边界，所述最小转向效率所对应的所述转向曲线为下边界，构成所述期望转向曲线的可行域，其余区域为不可行域，其中所述可行域内的任意转向曲线均可作为所述期望转向曲线。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，确定所述最大转向效率和所述最小转向效率的步骤包括：
[0011]确定油液泄露量和油液补偿量；
[0012]确定所述转向效率，所述转向效率通过以下公式确定：
[0013]其中，η表示所述转向效率，为方向盘转速，ρ为液压油密度，C
t
为油缸外泄露系数，V为油缸进回油腔总体积，β
e
为体积弹性模量；
[0014]当所述油液泄露量最小，所述油液补偿量最大时，所述转向效率为所述最大转向效率，当所述油液泄露量最大，所述油液补偿量最小时，所述转向效率为所述最小转向效率。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述油液泄露量通过以下公式确定：
[0016]其中，Q
L
表示油液泄露量，r为全液压转向器壳体内壁半径，h为阀套与壳体之间缝隙高度，P
L
为转向油缸负载压力，l为缝隙的宽度，μ为油液黏度。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述油液补偿量Q
V
通过以下公式确定：
[0018]其中，Q
V
表示油液补偿量，C
d
为阀口流量系数，ω为补偿伺服阀开口梯度，x
v
为补偿伺服阀阀芯位移，P
s
液压泵流入伺服阀支路压力。
[0019]本专利技术还提出一种车辆同步转向的控制方法，包括：
[0020]通过方向盘转角传感器采集所述方向盘转角，并且在确定的期望转向曲线可行域内选择一条所述期望转向曲线；
[0021]通过将所述方向盘转角带入选择的所述期望转向曲线以得到所述期望后轮转角量，并通过后轮转角传感器采集所述实际后轮转角量，并获取实际后轮角速度；
[0022]通过模糊控制，将所述实际后轮转角量及实际后轮角速度融合到滑模趋近律函数中，建立二者与第一增益和第二增益之间的模糊关系；
[0023]将所述实际后轮转角量和所述实际后轮角速度作为所述模糊规则的输入，控制所述第一增益和第二增益为所述模糊规则的输出，构建模糊控制系统；
[0024]对所述模糊控制系统采用重心法反模糊化，以获取模糊滑膜控制器，并利用所述模糊滑模控制器对所述实际后轮转角量进行对比分析，控制补偿电磁阀进行补液工作，使所述实际后轮转角量与所述期望后轮转角的误差在合理的范围内。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述第一增益和第二增益为幂次项趋近律增益。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，构建所述模糊控制系统的步骤包括：
[0027]制定模糊规则，并确定所述模糊规则的输入所述实际后轮转角量和所述实际后轮角速度与所述第一增益和第二增益之间的关系式；
[0028]确定所述模糊规则的表达形式，并将输入模糊子集和所述输出模糊子集划分区域，并建立输入、输出系统的隶属函数。
[0029]在本专利技术的一个实施例中，所述模糊规则的制定包括：
[0030]当所述实际后轮转角量绝对值较大时，当所述第一增益取正大值，所述第二增益取负大值；随着所述实际后轮转角量绝对值减小，所述第一增益逐渐减小直至适中，所述第
二增益逐渐正向增大；
[0031]当所述实际后轮转角量绝对值较小时，所述第二增益取正大值；
[0032]当所述实际后轮角速度绝对值越大，所述第一增益取值越大，所述实际后轮角速度绝对值越小，所述第二增益取值越大。
[0033]在本专利技术的一个实施例中，将输入模糊子集和所述输出模糊子集划分区域，所述区域包括负大区域、负中区域、负小区域、零区域、正小区域、正中区域和正大区域。
[0034]本专利技术还提出一种车辆同步转向的控制系统，包括：
[0035]方向盘转角传感器，设置在方向盘的传动轴上，所述方向盘转角传感器与所述方向盘同步转动，用于采集所述方向盘的转角数据，所述转角数据包括方向盘转角；
[0036]后轮转角传感器，设置在转向油缸工作腔内的活塞杆上，用于采集实际后轮转角数据，所述实际后轮转角数据包括实际后轮转角量和实际后轮角速度；
[0037]模糊滑膜控制器，连接所述方向盘转角传感器和所述后轮转角传感器，用于根据所述实际后轮转角量和期望转向曲线，控制补偿电磁阀进行补液工作，使所述实际后轮转角量与所述期望后轮转角的误差在合理的范围内，以实现全液压同步转向。
[0038]本专利技术通过设置增益模糊滑模控制器，弥补了单增益滑模控制应用于全液压同步转向系统会导致车轮转角、角速度发生变化时系统动态响应能力不足等缺点，削弱了控制系统中的抖振以及外部干扰对同步跟踪速度的影响，增强系统的鲁棒性与自适应性，能更好的对全本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车辆同步转向的期望转向曲线确定方法，其特征在于，包括：确定全液压转向同步系统的转向效率的最大转向效率和最小转向效率；分别绘制出所述最大转向效率和所述最小转向效率对应的转向曲线；以所述最大转向效率所对应的转向曲线为上边界，所述最小转向效率所对应的转向曲线为下边界，构成所述期望转向曲线的可行域，其余区域为不可行域，其中所述可行域内的任意转向曲线均可作为所述期望转向曲线。2.根据权利要求1所述的一种车辆同步转向的期望转向曲线确定方法，其特征在于，确定所述最大转向效率和所述最小转向效率的步骤包括：确定油液泄露量和油液补偿量；确定所述转向效率，所述转向效率通过以下公式确定：其中，η表示所述转向效率，为方向盘转速，ρ为液压油密度，C
t
为油缸外泄露系数，V为油缸进回油腔总体积，β
e
为体积弹性模量；当所述油液泄露量最小，所述油液补偿量最大时，所述转向效率为所述最大转向效率，当所述油液泄露量最大，所述油液补偿量最小时，所述转向效率为所述最小转向效率。3.根据权利要求2所述的一种车辆同步转向的期望转向曲线确定方法，其特征在于，所述油液泄露量通过以下公式确定：其中，Q
L
表示油液泄露量，r为全液压转向器壳体内壁半径，h为阀套与壳体之间缝隙高度，P
L
为转向油缸负载压力，l为缝隙的宽度，μ为油液黏度。4.根据权利要求2所述的一种车辆同步转向的期望转向曲线确定方法，其特征在于，所述油液补偿量Q
V
通过以下公式确定：其中，Q
V
表示油液补偿量，C
d
为阀口流量系数，ω为补偿伺服阀开口梯度，x
v
为补偿伺服阀阀芯位移，P
s
液压泵流入伺服阀支路压力。5.一种车辆同步转向的控制方法，其特征在于，包括：通过方向盘转角传感器采集方向盘转角，并且在确定的期望转向曲线可行域内选择一条期望转向曲线；通过将所述方向盘转角带入选择的所述期望转向曲线以得到期望后轮转角量，并通过后轮转角传感器采集实际后轮转角量，并获取实际后轮角速度；通过模糊控制，将所述实际后轮转角量及实际后轮角速度融合到滑模趋近律函数中，建立二者与第一增益和第...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏光，陈建杉，张华磊，夏岩，盛楠，于星海，李嘉诚，纵华宇，汪韶杰，孙保群，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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