转向速度（精选三篇）
转向速度 篇1
从市场质量管理来看, 质量是生产者和消费者博弈的结果, 国家整体质量取决于国民平均收入, 我国国民收入水平还处在低位同民众对于质量的较高期望之间存在矛盾。一方面, 对于生产者来说, 质量是价格和成本之间的博弈。质量依附于生产材料和生产工艺及质量控制。地球是平的, 大部分生产材料可以通过全球采购来实现;苹果、三星等全球顶尖的手机生产都在中国完成, 这一点证明, 中国的生产工艺在国际上并不落后;至于质量控制, 中国企业这些年已不遗余力地向全世界学习, 同工艺一样, 质量控制依赖于检验设备, 通过购买设备都能实现。另一方面, 对于消费者来来说, 质量是价格和收入的博弈。消费者的当期资产和预期收入决定他的消费水平。手机消费者不是人人都需要苹果手机, 甚至不是人人都爱苹果手机。拿普通小家电必须使用的电机来说, 铜质漆包线和铝质漆包线的价格差仅在几个美金, 如果都能撑过三包期, 生产者会选择后者, 因为消费者期望买到价格便宜的小家电。一件高质量的衬衣, 需要100多道工序来生产, 如果都能满足大多数消费者的需求, 生产者本能会减少到50多个工序来加快生产。因此, 消费者经常提到的某某商品质量不如某某国际大品牌好, 但下次购物他依然不会选择某个国际大品牌的现象也就不难理解。
从社会质量监管体系来看, 民众实际的质量诉求和无序的社会组织之间存在矛盾。近年来频发的砸豪车、驴拉豪车悲情事件和王海式英雄主义色彩的维权行为, 映射出当前消费者维权者的质量诉求;除了屡被诟病的消费者权益保护协会, 现存的社会组织还有行业协会、各大非官方媒体等组织。可以看出, 除了消协, 维护消费者权益都不是这些社会组织的主要工作, 也就会出现质量事件频发和成功维权的偶成质检的困境。出现质量事件, 消费者被侵权, 消费者维护权益, 这些一连串的行动都是法律术语, 从法律的角度, 消费者权益的保护最终也要在法律部门得到声张。如果没有正统的法律法规和政府认可 (或进行备案) 的部门作为权威, 冒充王海欺骗消费者的二次伤害将会不可避免。因为社会组织也有其运营成本, 伸张正义不能仅靠“绿林好汉”。
从政府质量监管体系来看, “小政府”现象越来越明显。以进出口商品为例, 国家统计局《2013年国民经济和社会发展统计公报》显示, 全年货物进出口总额258267亿元人民币, 约合合4.16万亿美元, 比上年增长7.9%, 其中出口137170亿元人民币, 以美元计价为22096亿美元, 增长7.9%;进口121097亿元人民币, 以美元计价为19504亿美元, 增长7.3%。全国检验监管人员6000余人, 近年来, 监管人员对商品质量监管日渐乏力。
质量时代的到来需要被推动, 需要市场质量管理体系、社会质量监管体系、政府质量监管体系共同努力来实现。
1.质量创新是国家整体质量水平提高的必由之路。产品的生命周期由四个阶段组成:引入期、成长期、成熟期和衰退期。产品在成长期阶段获得的利润最高, 生产者必须不停创新, 推陈出新, 才能获得最高的利润, 反过来, 高利润也刺激企业不停创新, 是企业创新的原生动力。以苹果公司为例, 苹果公司不停地推出一种又一种产品, 一种产品出了一代又一代是保证其获得高额利润的根本企业战略。政府严格的监管只能促进企业生产出平均质量水平的产品, 只有通过激励和保护才能促进企业创新。
2.建立有序的社会组织和信息反馈渠道, 是社会质量监管体系发挥作用的前提。消费者发现质量问题时一般会向生产者、消协、质量监管部门、网络或媒体反馈, 无序的信息反馈渠道会延迟或阻碍质量问题的解决。同时, 社会组织的无序管理会带来质量管理的内耗甚至造成消费者的二次伤害。由地方政府牵头、建立由消费者权益保护协会、监管部门、检验机构、律师事务所参与公共质量信息反馈平台, 消费者权益保护协会作为平台运营部门, 监管部门、检验机构、律师事务所根据质量问题大小介入, 分类分级对质量问题进行解决, 一般问题由消费者权益保护协会协调;中等问题由监管部门调查解决;严重问题由监管部门、检验机构、律师事务所共同介入。
3.基于大数据的质量监管机制, 变“小”政府为“强”政府。数据是解决问题的关键。建立广泛的数据来源, 融合内部管理平台、国外通报、消费者反馈、检验鉴定机构反馈、其他部门反馈等信息, 建立信息评价机制和快速反应机制。成功的大数据监管机制要做到以下几点: (1) 打通消费者和监管部门的沟通渠道; (2) 打通政府监管部门间和区域间政府部门的信息沟通渠道; (3) 严格有效的质量法律要作为大数据管理的法律保障; (4) 定期形成报告对外发布。
转向速度 篇2
《防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定》(GB 11557-2011)对驾驶员伤害试验新增头型试验项,用模拟头型撞击方向盘面板,用加速度峰值大小评判试验是否合格。本文阐述影响加速度峰值大小的因素,通过仿真优化及对标试验,对选取的在产样车的方向盘面板的结构及面板材料进行优化。
2影响加速度峰值因素分析
为了更好地适应新法规的要求,选取公司内在产的3款不带气囊方向盘的车型进行对标分析(其中样车1已达到新法规的要求),通过对比分析,转向防伤害试验结果的影响因素见表1。
2.1方向盘面板材料
方向盘上盖材料对比见表2。从表2中上盖物性列表一栏的断裂伸长率指标可以看出,样车1上盖的柔韧性大于样车2和样车3,而样车2和样车的3硬度及刚度项远远强于样车1。
2.2方向盘高度
方向盘高度对比见表3。综合来看,样车1的高度最大,垂直高度向有较大的缓冲距离,碰撞过程中碰到转向管柱顶端的风险最小,而样车2的高度最小,极易撞击到转向管柱顶端。
2.3面板下结构
上盖结构对比见表4。除样车2外,其他2种车型的方向盘均是独立式喇叭按钮,上盖下没有起支撑结构的整体喇叭触板机构,样车2的喇叭触板机构对上盖在一定程度上起到加强刚度的作用,有利于降低加速度峰值大小。
3仿真优化及试验对标
3.1样车2试验对标
第1次试验对标值如图1所示,第2次实验对标值如图2所示,从2次的对标试验数据看,加速度峰值均在200 g左右,加速度峰值均远远超出标准限制。对标试验后样车2方向盘面板出现碎裂情况如图3所示,样车2上盖出现碎裂情况,样车2的盘高仅为118 mm,在撞击过程中,撞击头型在下压过程中明显触碰到转向管柱顶部,造成加速度峰值超高现象,且方向盘上盖在撞击过程中出现碎裂情况,为法规所不允许。
3.2样车1仿真优化
根据对标试验的结果,有针对性地对方向盘上盖组件进行优化,为解决脆裂问题,加大仿真参数中的上盖断裂伸长率值,将该值由原始的45%加大到200%,在实际生产中将上盖材料从原始的PP料更改为TPE+PP料混合的型式。在调整断裂伸长率的同时,为保证整个上盖结构有一定的刚度,仿真中将上盖机构刚度参数从40调整到85,在实际生产中将上盖下部的喇叭触板机构的钢制骨架的厚度由原始的1.0 mm加厚到1.2 mm,尽可能地减小撞击过程中头型撞上转向管柱的风险。头型试验仿真模型如图4所示,头型试验取样点如图5所示,样车2仿真优化结果如图6所示。
从仿真优化结果看,峰值均在80 g以内,仿真优化效果明显。
3.3样车3试验对标
新法规要求头碰加速度峰值不超过120 g,样车3的2次对标试验均值在135 g左右,峰值略微超出,后期对面板材料进行微调即可。第1次试验对标值如图7所示,第2次试验对标值如图8所示。
3.4样车3仿真优化
头型试验仿真模型如图9所示,头型试验取样点如图10所示,样车3仿真优化值如图11所示。根据2次对标试验结果来看,样车3的方向盘的盘高为130mm,试验后转向管柱顶端并未触碰到方向盘上盖,初步判断为上盖刚度大造成加速度峰值高,仿真优化中将上盖材料的断裂伸长率由原来的45%调整到150%,拉伸强度则由40 MPa调整到25 MPa。调整仿真参数后,计算的加速度峰值均能控制在70 g以内,远远小于120 g的要求值。
4仿真优化后试验试验值
4.1样车2仿真优化试验验证值
样车2公告实验值如图12所示。根据仿真优化结果,样车2方向盘总成样件按照上盖配比PP:TPE=2:1,上盖喇叭机构触板厚度为1.2 mm的规格来做,具体试验验证值加速度峰值为71 g,符合汽车转向防伤害新法规要求。
4.2样车3仿真优化试验验证值
样车3公告实验值如图13所示。根据仿真优化结果,样车3方向盘总成样件按照上盖配比PP:TPE=1:1,样车3仿真优化实验验证值加速度峰值为35 g,远远小于120 g的峰值限值,符合汽车转向防伤害新法规要求。
5结语
(1)通过样车1与样车2、样车3的对比,找出差异点及影响因素(其中样车1已通过转向新法规试验,样车2、样车3原始状态样件未通过转向新法规试验),主要影响因素为方向盘上盖材料、方向盘高度、方向盘面板结构。
(2)在仿真优化过程中,通过不断调整拉伸强度及断裂伸长率等指标,使得优化方案中的仿真加速度峰值指标小于标准值。
(3)根据仿真优化结果,样车2样件方向盘总成上盖材料配比为TPE:PP=1:1,喇叭触板机构厚度为1.2 mm;样车3样件方向盘总成样件上盖材料配比为TPE:PP=1:1;样车2试验验证值为71 g,样车3的试验验证值为35 g,均能满足新法规要求。
参考文献
[1]李文强.防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定新标准及其解读[J].汽车科技,2012(4).
转向速度 篇3
履带车辆是地面车辆的主要形式之一, 与轮式车辆相比具有更优越的通过性, 尤其是在非结构化道路上仍然能保持高度的机动性, 因此广泛用于农业、矿业和建筑业以及军用车辆领域[1]。履带车辆的转向方式与轮式车辆有较大区别:由于不具备前轮转向功能, 履带车辆必须通过控制两侧履带产生不同的作用力来使车辆获得横摆力矩, 在横摆力矩作用下车辆克服地面侧向阻力发生转向, 因此转向时功率需求较大, 但是有利于实现较小的转向半径[2], 尤其当两侧履带的作用力等值反向时, 还可以实现零半径转向, 即原地中心转向, 使车辆可以在一些特定的狭窄空间里完成转向任务, 这也是履带车辆的重要技术优势之一。
近年来随着电力电子技术、计算机控制和通信技术等的迅速发展, 电传动系统在履带车辆上的应用已日趋成熟[3,4,5,6], 较传统履带车辆而言, 电传动履带车辆可以通过综合控制器灵活独立地快速调节两侧电机力矩, 因此更有利于实现良好原地转向的控制效果。本文针对电传动履带车辆原地转向过程中双侧电机力矩控制算法进行研究, 提出一种基于横摆角速度负反馈的原地转向控制策略, 并进行了仿真验证。
1 履带车辆原地转向动力学模型
为了建立正确有效的原地转向控制策略, 首先对履带车辆原地转向过程的动力学特性进行分析, 建立履带车辆原地转向动力学模型, 如图1所示。原地转向过程中, 两侧履带产生方向相反的作用力, 构成了履带车辆原地转向所需的横摆力矩, 在横摆力矩作用下, 履带克服地面侧向力被拖滑。
图1中, Fμ1与Fμ2分别为地面对两侧履带的反作用力, u1与u2分别为单侧履带纵向速度, Fsi (i=1, 2, 3, 4) 为履带与地面之间的侧向力, L为履带接地段的长度, B为左右两侧履带的中心距。
根据动力学模型可得履带车辆原地转向时的受力方程:
式中, ψ为车辆横摆角速度;Iz为履带车辆在横摆方向上的转动惯量。
履带车辆原地转向横摆力矩来自于地面对两侧履带的反作用力Fμ1与Fμ2。对单侧履带进行分析, 其受力模型如图2所示。
根据主动轮与承重轮的力矩平衡关系, 可得单侧履带动力学方程:
式中, MT为作用在主动轮上的转矩;FT1与FT为履带张紧力;Wi与Fzi分别为单个承重轮垂直载荷和地面支撑力;rw与rz分别为承重轮和主动轮半径;Iwz与Iwi分别为主动轮和单个承重轮转动惯量;ωw与ωz分别为承重轮和主动轮转速;a为地面支撑力与垂直载荷偏离距离。
电传动履带车辆两侧履带一般是由布置在车体两侧的两套电机系统来独立驱动的, 根据式 (2) 可得单侧履带所受地面反作用力为
令
式中, i0为主减速传动比;ig为变速器传动比;Tm为电机力矩;η为传动效率。
由式 (3) 可得单侧履带所受地面反作用力与电机力矩关系:
2 电传动履带车辆系统结构
图3所示为电传动履带车辆系统结构, 综合控制器计算双侧电机目标力矩值并与两侧电机控制器通过CAN总线通信, 电机控制器自主地对电机进行力矩调节, 使电机实际输出力矩与综合控制器发出的目标力矩值一致。
两侧履带主动轮上的驱动力矩由电机力矩决定, 根据电机工作特性可以将其力矩动态响应等效为一阶延迟环节, 驱动力矩与电机目标力矩间的关系为
式中, ωm为电机转速;Tmax (ωm) 为当前转速下的电机最大力矩;τ为时间常数。
3 原地转向控制算法研究
履带车辆原地转向的理想控制效果可以概括为如下三点: (1) 当驾驶员给定一个固定的方向盘转角时, 履带车辆能够以固定横摆角速度进行匀速原地转向; (2) 原地转向的速度可以由方向盘精确控制; (3) 转向时的动态响应速度较快。
3.1 控制策略
综合控制器根据驾驶员方向盘转角信号来控制履带车辆原地转向的速度, 控制器的输入为方向盘转角信号, 输出为双侧电机目标力矩。为了使履带转向速度符合驾驶员的操作意图, 必须将驾驶员方向盘转角信号引入控制算法中。因此首先定义驾驶员方向盘转角信号:
式中, λs为方向盘输入信号;S为方向盘转角;S-max与Smax分别为方向盘左右两侧的最大转角;S-min与Smin分别为方向盘左右两侧自由行程转角。
在履带作用力控制算法中引入状态变量的负反馈以确保原地转向过程中实现稳定可控的转向速度, 则单侧履带作用力为
式中, F0为根据电机初始力矩得到的履带作用力;Ks为负反馈增益。
将电机最大力矩设置为电机初始力矩F0, 这样可以充分利用电机力矩来提高动态响应能力, 使车辆横摆角速度快速跟随方向盘阶跃输入:
为了使转向速度可以良好地受控于驾驶员, 将λs引入负反馈增益, 通过方向盘转角来改变负反馈增益的大小, 从而使稳态横摆角速度随驾驶员输入而相应变化, 图4为控制策略流程图。
将λs引入负反馈增益后单侧履带作用力控制的负反馈增益系数为
其中, f (λs) 为λs的单调减函数。
在原地转向过程中, 双侧电机目标力矩大小相等方向相反, 结合式 (6) ~式 (9) 可得电机目标力矩为
λs=0时分为两种状态:一是车辆静止未进行转向, 即ψ=0;二是驾驶员希望车辆停止转向, 即ψ≠0, 此时控制策略会自动产生一个反向的制动力矩, 帮助履带车辆快速停止原地转向, 即
式中, Ms为双侧电机产生的横摆制动力矩。
3.2 控制参数设计
反馈增益系数是原地转向控制策略设计中的重要参数, f (λs) 为λs的单调递减函数, 可以用一次函数关系表示为
式中, k、M为负反馈函数中的待定系数。
横摆角速度ψ与电机转速nm之间存在如下关系:
式中, it为电机到履带的侧传动比。
因此可得输出电机输出力矩表达式为
结合式 (10) 、式 (14) 可得到稳态横摆角速度的上限与下限:
式中, Pmax为电机峰值功率;TF为克服转向阻力所需要的电机驱动力矩。
由上述分析可以得到结论:反馈增益函数中的系数M决定了原地转向时的最低稳定横摆角速度, 而M与k之差决定了最高横摆角速度。
4 仿真结果
为了验证上述电传动履带车辆原地转向控制策略的正确性与有效性, 通过MATLAB/Simulink在不同的驾驶员方向盘输入的情况下对履带车辆进行原地转向仿真研究, 取k=3600, M=4000, 其他主要仿真参数包括:整车质量m=40t, 地面阻力系数f=0.08, 双侧电机的峰值力矩Tmax=2200N·m, 侧传动比i=13.2, 履带接地长度L=4.2m, 履带中心距B=2.8m。
图5所示为不同方向盘转角角阶跃输入情况下的电机力矩和横摆角速度仿真结果, 可以看出:将方向盘转角信号引入到负反馈增益函数中, 使得力矩调节轨迹随方向盘转角的变化而相应改变;横摆角速度以很快的响应速度迅速达到稳态值, 且稳态横摆角速度随方向盘转角的改变而相应地变化, 说明所提出的控制策略对于给定的驾驶员方向盘转角可以实现速度稳定的原地转向, 且转向速度可以被驾驶员方向盘良好地控制。
方向盘转角信号连续变化时的仿真结果如图6、图7所示。由图6、图7可知, 在方向盘转角动态变化的过程中, 控制算法也能使驾驶员对原地转向速度有很好的控制效果。
为了观察并验证反馈增益系数M与k对转向速度控制效果的影响, 改变反馈增益系数的值, 重复上述仿真过程, 结果如图8所示, 可以看出, 当M=4500时最低转向速度相等;而当M-k=500时最高转向速度相等。
上述仿真结果与理论分析结论一致, 在电机参数一定的情况下, 最低稳定横摆角速度由M的取值决定, 而与k值无关;而最高稳定横摆角速度则只与M-k有关, 而与M、k本身的取值无关。在设计控制器时可以此为理论参考设计指标所要求的转向速度来进行M与k的计算。
5 结论
(1) 将方向盘转角信号引入负反馈增益可以有效地实现驾驶员对原地转向速度的控制。
(2) 本文提出的控制策略可以实现良好的原地转向控制效果, 对于任意驾驶员方向盘角阶跃输入均可以以很快的响应速度迅速达到一个稳态横摆角速度;且在方向盘转角动态变化的过程中, 控制算法也能使驾驶员对原地转向横摆角速度有很好的控制效果。
(3) 反馈增益系数的设计对控制效果影响很大, M决定了最低转向速度;M-k决定了最高转向速度。
摘要：针对电传动履带车辆的原地转向问题进行了转向控制策略研究。建立了转向动力学模型, 进而提出一种基于横摆角速度负反馈的双侧电传动履带车辆原地转向控制策略, 将电机最大力矩作为力矩控制初始值以提高转向响应能力, 引入横摆角速度负反馈并通过方向盘转角信号控制负反馈增益;对负反馈函数中的参数M与k对控制效果的影响进行了理论分析, 为控制系统的设计提供了依据;进行了MATLAB仿真, 仿真结果表明控制策略合理有效。
关键词：履带车辆,原地转向,控制策略,仿真
参考文献
[1]颜南明, 马晓军, 臧克茂.履带装甲车辆电传动技术初探[J].兵工学报, 2004, 25 (5) :619-623.Yan Nanming, Ma Xiaojun, Zang Kemao.Electric Drive Systems in Armored Tracklayer Vehicles[J].Acta Armamentarii, 2004, 25 (5) :619-623.
[2]陈泽宇, 张承宁, 李军求, 等.双侧电传动履带车辆小半径转向控制策略[J].中国机械工程, 2010, 21 (13) :1632-1637.Chen Zeyu, Zhang Chengning, Li Junqiu, et al.Dual Electric Tracked Vehicle Small-radius Turning Control Strategy[J].China Mechanical Engineering, 2010, 21 (13) :1632-1637.
[3]Rahman A, Yahya A, Zohadie M, et al.Simulated Steerability of a Segmented Rubber Tracked Vehicle during Turning on Sepang Peat Terrain in Malaysia[J].International Journal of Heavy Vehicle Systems, 2005, 12 (2) :139-168.
[4]Park Dong, Lim Sung-Kyun, Kwak Yoon Keun.Design and Optimisation of Variable Geometry Single-tracked Vehicle for Climbing Stairs[J].International Journal of Vehicle Design, 2007, 43 (1/4) :221-36.
[5]孙逢春, 陈树勇, 郭汾.基于转矩控制策略的电传动履带车辆驱动特性研究[J].兵工学报, 2007, 28 (2) :129-133.Sun Fengchun, Chen Shuyong, Guo Fen.Research on Driving Performances of Electric Transmission Tracked Vehicles Based on Torque Control Strategy[J].Acta Armamentarii, 2007, 28 (2) :129-133.
