四輪轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向特性及控制技術(shù)及水汽取樣裝置技術(shù)協(xié)議

－PAGE24－四輪轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向特性及控制技術(shù)SteeringBehaviorandControlTechnologyofFour-wheelSteeringAutomobile摘要：本文分析比較了四輪轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向特點(diǎn)，概述了電控四輪轉(zhuǎn)向汽車的結(jié)構(gòu)原理，介紹了四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略，指出了四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制技術(shù)所面臨的困難，并展望其發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：四輪轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn)向特點(diǎn)；工作原理；控制；發(fā)展。Abstract：Thesteeringfeaturesoffour-wheelsteeringautomobilearecomparativelyanalyzedinthispaper.Thestructureandworkingprincipleofelectronic-controlledfour-wheelsteeringautomobilearedescribed.Thecontroltacticsoffour-wheelsteeringsystemareintroduced.Thedifficultyconfrontedbyfour-wheelsteeringsystemcontroltechnologyispointedoutanditsdevelopingtrendisprospected.Keywords：Four-wheelsteering;Steeringfeature;Workingprinciple;Control;Development

引言隨著現(xiàn)代道路交通系統(tǒng)和現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向操縱性能和行駛穩(wěn)定性的要求日益提高。作為改善汽車操縱性能最有效的一種主動(dòng)底盤控制技術(shù)——四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)，于二十世紀(jì)80年代中期開始在汽車上得到應(yīng)用，并伴隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展。汽車的四輪轉(zhuǎn)向（Four-wheelSteering——4WS）是指汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，后輪可相對(duì)于車身主動(dòng)轉(zhuǎn)向，使汽車的四個(gè)車輪都能起轉(zhuǎn)向作用。以改善汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性和行駛安全性。四輪轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向特性２·１4WS汽車與2WS汽車轉(zhuǎn)向過程分析普通兩輪轉(zhuǎn)向汽車（2WS汽車）的前輪既可繞自身的輪軸自轉(zhuǎn)又可繞主銷相對(duì)于車身偏轉(zhuǎn)，而后輪只能自轉(zhuǎn)而不偏轉(zhuǎn)。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤后，前輪轉(zhuǎn)向，改變了行駛方向，地面對(duì)前輪胎產(chǎn)生一個(gè)橫向力，通過前輪作用于車身，使車身橫擺，產(chǎn)生離心力，使后輪產(chǎn)生側(cè)偏，改變前進(jìn)方向，參與汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。而4WS汽車的后輪與前輪一樣，既可自轉(zhuǎn)也能偏轉(zhuǎn)。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤后，前、后輪幾乎同時(shí)轉(zhuǎn)向，使汽車改變前進(jìn)方向，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。2WS汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，前輪作主動(dòng)轉(zhuǎn)向，后輪只是作被動(dòng)轉(zhuǎn)向。顯然，2WS汽車在轉(zhuǎn)向過程中，從方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)到后輪參與轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)之間存在一定的滯后時(shí)間。2WS汽車的這種相位滯后特性使汽車轉(zhuǎn)向的隨動(dòng)性變差，并使汽車的轉(zhuǎn)向半徑增大。另外，2WS汽車在高速行駛時(shí)，相對(duì)于一定的方向盤轉(zhuǎn)角增量、車身的橫擺角速度和橫向加速度的增量增大，使汽車在高速行駛時(shí)的操縱性和穩(wěn)定性變差。而4WS汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，前、后輪都作主動(dòng)轉(zhuǎn)向，在轉(zhuǎn)向過程中，靈敏度高，響應(yīng)快，有效地克服了上述缺點(diǎn)。２·２4WS汽車的轉(zhuǎn)向方式根據(jù)理論分析研究和大量路試表明，四輪轉(zhuǎn)向能夠提高汽車轉(zhuǎn)向的的機(jī)動(dòng)靈活性和高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性，現(xiàn)代4WS汽車就是根據(jù)這一指導(dǎo)思想研制的。一般來說，4WS汽車在轉(zhuǎn)向過程中，根據(jù)不同的行駛條件，前、后輪轉(zhuǎn)向角之間應(yīng)遵循一定的規(guī)律。目前，典型4WS汽車前、后輪的偏轉(zhuǎn)規(guī)律一般是這樣的：逆相位轉(zhuǎn)向如圖1（a）所示，在低速行駛或者方向盤轉(zhuǎn)角較大時(shí)，前、后輪實(shí)現(xiàn)逆相位轉(zhuǎn)向，即后輪的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反，且偏轉(zhuǎn)角度隨方向盤轉(zhuǎn)角增大而在一定范圍內(nèi)增大（后輪最大轉(zhuǎn)向角一般為5°左右）。這種轉(zhuǎn)向方式可改善汽車低速時(shí)的操縱輕便性，減小汽車的轉(zhuǎn)彎半徑，提高汽車的機(jī)動(dòng)靈活性。便于汽車掉頭轉(zhuǎn)彎、避障行駛、進(jìn)出車庫和停車場(chǎng)。對(duì)轎車而言，若后輪逆相位轉(zhuǎn)向5°，則可減少最小轉(zhuǎn)向半徑約0.5m。同相位轉(zhuǎn)向如圖1（b）所示，在中、高速行駛或方向盤轉(zhuǎn)角較小時(shí)，前、后輪實(shí)現(xiàn)同相位轉(zhuǎn)向，即后輪的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相同（后輪最大轉(zhuǎn)角一般為1°左右）。使汽車車身的橫擺角速度大大減小，可減小汽車車身發(fā)生動(dòng)態(tài)側(cè)偏的傾向，保證汽車在高速超車、進(jìn)出高速公路、高架引橋及立交橋時(shí)，處于不足轉(zhuǎn)向狀態(tài)?，F(xiàn)在，有許多4WS汽車把改善汽車操縱性能的重點(diǎn)放在提高汽車高速行駛的操縱穩(wěn)定性上，而不過分要求汽車在低速行駛的轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)靈活性。其工作特點(diǎn)是低速時(shí)汽車只采用前輪轉(zhuǎn)向，只在汽車行駛速度達(dá)到一定數(shù)值后（如50Km/h），后輪才參與轉(zhuǎn)向，進(jìn)行同相位四輪轉(zhuǎn)向。（（b）同相位轉(zhuǎn)向（a）逆相位轉(zhuǎn)向圖1四輪轉(zhuǎn)向汽車的前、后輪偏轉(zhuǎn)規(guī)律２·３4WS汽車的轉(zhuǎn)向特點(diǎn)與普通的2WS汽車相比，4WS汽車具有如下特點(diǎn)：優(yōu)越性：（１）轉(zhuǎn)向操作的響應(yīng)加快，準(zhǔn)確性提高。（２）轉(zhuǎn)向操作的輕便性和行駛穩(wěn)定性提高。（３）低速時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑小，轉(zhuǎn)向操作的機(jī)動(dòng)靈活性提高。（如圖2所示）（４）超車時(shí)，變換車道更容易，減小了汽車產(chǎn)生擺尾和側(cè)滑的可能性。（５）抗側(cè)向干擾的穩(wěn)定性效果好。不足性：（１）低速轉(zhuǎn)向時(shí)，汽車尾部容易碰到障礙物。（２）實(shí)現(xiàn)理想控制的技術(shù)難度大。（３）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。（４）轉(zhuǎn)向過程中，阿克曼定理難保證。轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)彎半徑（a）2WS汽車（b）4WS汽車圖2低速轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)向性能比較四輪轉(zhuǎn)向汽車的組成及工作特性３·１現(xiàn)代4WS汽車的基本組成及工作原理4WS汽車是在前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在汽車的后懸架上安裝一套后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，兩者之間通過一定的方式聯(lián)系，使得汽車在前輪轉(zhuǎn)向的同時(shí)，后輪也參與轉(zhuǎn)向。經(jīng)過幾十年的研究與開發(fā)，已經(jīng)成型的4WS汽車類型有多種，組成、結(jié)構(gòu)不同，控制方式及工作原理也各異。典型的電控4WS系統(tǒng)主要由前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳感器（如轉(zhuǎn)向角度傳感器、車速傳感器、橫擺角速度傳感器等）、ECU、后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)和后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。如圖3所示，轉(zhuǎn)向時(shí)，傳感器將前輪轉(zhuǎn)向的信號(hào)和汽車運(yùn)動(dòng)的信號(hào)送入ECU，ECU進(jìn)行分析計(jì)算，將處理后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳給后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，通過后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)后輪偏轉(zhuǎn)。同時(shí)，ECU進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車運(yùn)行狀況，計(jì)算目標(biāo)轉(zhuǎn)向角與后輪實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)向角之間的差值，來實(shí)時(shí)調(diào)整后輪的轉(zhuǎn)角。這樣，可以根據(jù)汽車的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)汽車的四輪轉(zhuǎn)向。一般的4WS汽車設(shè)有兩種轉(zhuǎn)向模式，既可進(jìn)入4WS狀態(tài)，也可保持傳統(tǒng)的2WS狀態(tài)，駕駛員可通過駕駛室內(nèi)的轉(zhuǎn)向模式開關(guān)進(jìn)行選擇。當(dāng)4WS汽車在行駛過程中電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，后輪自動(dòng)回到中間位置，汽車自動(dòng)進(jìn)入前輪轉(zhuǎn)向狀態(tài)，保證汽車像普通前輪轉(zhuǎn)向汽車一樣安全地行駛。同時(shí)，儀表板上的“4WS”指示燈亮，警告駕駛員，故障情況被存儲(chǔ)在ECU中，以便于維修時(shí)檢碼。轉(zhuǎn)向模式開關(guān)轉(zhuǎn)向模式開關(guān)前輪轉(zhuǎn)角傳感器后輪轉(zhuǎn)角傳感器車速傳感器橫擺角速度傳感器ECU后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后輪后輪轉(zhuǎn)角圖34WS控制系統(tǒng)工作原理圖轉(zhuǎn)向模式指示燈３·２4WS汽車后輪轉(zhuǎn)向裝置的類型隨著對(duì)4WS這一領(lǐng)域研究的不斷進(jìn)展，出現(xiàn)了多種不同轉(zhuǎn)向要求、不同結(jié)構(gòu)型式和不同控制策略的實(shí)用4WS系統(tǒng)。按控制后輪轉(zhuǎn)向的方法，后輪轉(zhuǎn)向裝置主要可分為轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型和車速感應(yīng)型兩種。３·２·１轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型四輪轉(zhuǎn)向裝置的工作特點(diǎn)是后輪偏轉(zhuǎn)受前輪偏轉(zhuǎn)控制，作被動(dòng)轉(zhuǎn)向，即后輪偏轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)角大小受方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和轉(zhuǎn)角大小的控制（如圖4所示）。結(jié)構(gòu)上通過一根后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸將前、后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連，一般都采用機(jī)械式傳動(dòng)和人力直接控制。早期應(yīng)用在軍用車輛、工程車輛上的4WS系統(tǒng)、裝于本田Prelude轎車上的4WS系統(tǒng)就是采用全機(jī)械式的轉(zhuǎn)角隨動(dòng)型四輪轉(zhuǎn)向裝置。這種4WS系統(tǒng)存在一定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)控制的局限性，尤其在高速急轉(zhuǎn)彎時(shí)，使汽車的操縱穩(wěn)定性惡化，在現(xiàn)代的4WS系統(tǒng)中已很少采用。圖圖4一種4WS汽車前、后輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系前輪后輪方向盤轉(zhuǎn)角（°）3020100-10200400車輪轉(zhuǎn)角（°）３·２·２車速感應(yīng)型車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向裝置的工作特點(diǎn)是后輪偏轉(zhuǎn)的方向和轉(zhuǎn)角大小主要受車速高低的控制（如圖5所示），在轉(zhuǎn)向過程中，同時(shí)還受前輪轉(zhuǎn)角、側(cè)向加速度、橫擺角速度等動(dòng)態(tài)參數(shù)的綜合控制作用。結(jié)構(gòu)上有全液壓式、電控液壓式、電控機(jī)械液壓式和電控電動(dòng)式等幾種類型。這種4WS系統(tǒng)綜合考慮了汽車的各種動(dòng)態(tài)參數(shù)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向行駛過程中的操縱穩(wěn)定性的影響，動(dòng)態(tài)模擬控制效果好，是目前4WS汽車上主要采用的四輪轉(zhuǎn)向裝置。圖5圖5一種4WS汽車后輪轉(zhuǎn)角與車速之間的關(guān)系后輪轉(zhuǎn)角（°）車速（Km/h）逆相位同相位-55010050四輪轉(zhuǎn)向汽車的控制4WS系統(tǒng)既要實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)所需的運(yùn)動(dòng)，又要保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛穩(wěn)定性。目前，在4WS汽車的研究和開發(fā)方面，主要是以改善汽車的瞬態(tài)操縱穩(wěn)定性為出發(fā)點(diǎn)，探索由于后輪參與轉(zhuǎn)向而帶來的汽車響應(yīng)變化，以及采用各種后輪控制策略而產(chǎn)生的不同效果。汽車四輪轉(zhuǎn)向的控制依賴于輪胎所受的側(cè)向力，四輪轉(zhuǎn)向能使汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，后輪直接參與對(duì)汽車橫擺運(yùn)動(dòng)和側(cè)向運(yùn)動(dòng)的控制。通過適時(shí)、精確地控制后輪的轉(zhuǎn)向角度，不僅可縮短轉(zhuǎn)向過程的瞬態(tài)響應(yīng)，而且能主動(dòng)地控制汽車的運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)。在轉(zhuǎn)向過程中，使汽車的前進(jìn)方向與其縱向中心線的方向一致，即使得汽車的方向角與姿態(tài)角重合，減小轉(zhuǎn)向時(shí)車體的側(cè)偏，提高了汽車的側(cè)向穩(wěn)定性。４·１控制目標(biāo)使汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)能夠基本保持汽車重心側(cè)偏角為零。這樣能夠大幅度提高汽車對(duì)方向盤輸入的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，很大程度上改善了橫擺角速度和側(cè)向加速度的瞬態(tài)性能指標(biāo)，降低車身姿態(tài)的變化。從側(cè)偏角為零的目標(biāo)出發(fā)，按照一定的控制程序?qū)С龊筝嗈D(zhuǎn)向函數(shù)是實(shí)現(xiàn)四輪轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)。當(dāng)然，現(xiàn)代的4WS汽車也有一些其它控制目標(biāo)的要求。４·２控制策略的模型基礎(chǔ)一般情況下進(jìn)行的4WS系統(tǒng)的研究都是基于一個(gè)簡(jiǎn)單的二自由度線性車輛模型。這只是一種理想化的數(shù)學(xué)模型，在建模時(shí)忽略了汽車的一些動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化，沒有考慮汽車行駛過程中產(chǎn)生的許多隨機(jī)的、不確定因素，因而不是非常精確的。早期的4WS控制器設(shè)計(jì)都是基于跟隨線性動(dòng)力學(xué)方程的假設(shè)，但由于上述原因，使得所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)不一定滿足實(shí)際的需要，無法保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性。４·３控制方法不同的汽車對(duì)轉(zhuǎn)向行駛性能的要求不同，不同車型的4WS汽車的車輪偏轉(zhuǎn)規(guī)律也不一樣。因此，不同的4WS汽車所采用的控制方法不盡相同，各種控制方法分別有其側(cè)重點(diǎn)。目前，一用在一些成型的4WS汽車上的控制方法主要有：（１）定前、后輪轉(zhuǎn)向比的4WS系統(tǒng)。（２）前、后輪轉(zhuǎn)向比是前輪轉(zhuǎn)角函數(shù)的4WS系統(tǒng)。（３）前、后輪轉(zhuǎn)向比是車速函數(shù)的4WS系統(tǒng)。（４）具有一階滯后的4WS系統(tǒng)。（５）具有反相特性的4WS系統(tǒng)。（６）具有最優(yōu)控制特性的4WS系統(tǒng)。（７）具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力的4WS系統(tǒng)。前五種控制系統(tǒng)屬于古典控制理論范疇，只能滿足汽車在某些特定條件下的需要，還不能適應(yīng)汽車運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和一些先進(jìn)控制理論的發(fā)展，4WS系統(tǒng)將朝著自適應(yīng)、智能化的方向發(fā)展。４·４4WS系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展目前，對(duì)于4WS汽車的研究和開發(fā)仍處于不斷發(fā)展和完善階段。盡管科研人員從結(jié)構(gòu)到控制原理上對(duì)四輪轉(zhuǎn)向進(jìn)行了大量的研究，4WS技術(shù)已取得不少進(jìn)展。但是，在運(yùn)用現(xiàn)代控制理論進(jìn)行汽車轉(zhuǎn)向控制策略的確定和控制方法的選擇時(shí)，主要是依靠經(jīng)驗(yàn)，相應(yīng)的理論依據(jù)還很缺乏，4WS技術(shù)沒有真正步入普及應(yīng)用階段，在商用汽車上沒有得到廣泛應(yīng)用。在技術(shù)相對(duì)成熟的4WS汽車中，大多數(shù)采用電控液壓動(dòng)力4WS系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用，電控電動(dòng)4WS系統(tǒng)將是4WS汽車的發(fā)展趨勢(shì)。雖然在4WS系統(tǒng)的研究和開發(fā)方面已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，但是，作為4WS系統(tǒng)的核心技術(shù)問題——4WS系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)，究竟以什么作為最佳的控制目標(biāo)？采用什么樣的控制方法？在該研究領(lǐng)域仍然沒有較為一致的看法。前已述及，早期進(jìn)行的4WS系統(tǒng)的研究都是基于一個(gè)簡(jiǎn)單的二自由度線性車輛模型，4WS控制器設(shè)計(jì)都是基于跟隨線性動(dòng)力學(xué)方程的假設(shè)，采用PID控制策略。我們知道，4WS系統(tǒng)的控制主要依賴于輪胎所受的橫向力。早期的研究是將汽車輪胎看成線性進(jìn)行建模的，一般的4WS控制也就基于輪胎所受的橫向力比例于車輪側(cè)偏角的假設(shè)，這種假設(shè)只是在橫向加速度較小的范圍內(nèi)有效。當(dāng)在橫向加速度較大的范圍內(nèi)時(shí)，輪胎的側(cè)偏特性將進(jìn)入非線性區(qū)域，輪胎側(cè)偏角對(duì)輪胎所受橫向力的響應(yīng)不再呈比例關(guān)系，與輪胎所受的縱向力、垂直載荷等都有關(guān)系。實(shí)際上，汽車在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，輪胎基本上都工作在非線性區(qū)域。此時(shí)，再用線性控制理論來進(jìn)行研究，就顯得勉為其難。4WS汽車操縱動(dòng)力學(xué)問題是非常復(fù)雜的非線性多體動(dòng)力學(xué)問題，對(duì)于4WS控制系統(tǒng)的研究應(yīng)綜合考慮汽車的運(yùn)動(dòng)情況，深入研究影響其狀態(tài)響應(yīng)的各種動(dòng)力學(xué)參數(shù)，建立模擬汽車實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況的數(shù)學(xué)模型，采取更有效的控制策略。隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展，一些先進(jìn)的現(xiàn)代控制方法已經(jīng)被應(yīng)用于4WS系統(tǒng)的控制研究中，如最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、滑模控制、魯棒控制等，近年來，又出現(xiàn)了模糊控制、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的控制方法等。對(duì)4WS控制系統(tǒng)的研究逐漸從線性領(lǐng)域向非線性領(lǐng)域過渡，一些多自由度的4WS汽車動(dòng)力學(xué)模型已有提出，但大多處于研究的初級(jí)階段，尚不成熟。未來對(duì)4WS系統(tǒng)的研究的發(fā)展趨勢(shì)主要集中為：（１）進(jìn)一步研究、開發(fā)新型的后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)和后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，提高轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱輕便性、靈活性和轉(zhuǎn)向角度的準(zhǔn)確性。（２）針對(duì)4WS系統(tǒng)，進(jìn)一步開發(fā)、設(shè)計(jì)高性能、高精度、高靈敏度的傳感器，以便于正確地檢測(cè)汽車的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。（３）深入研究轉(zhuǎn)向過程中輪胎的瞬態(tài)特性，將其作為主要因素加入到4WS系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型中。（４）將先進(jìn)的控制理論與控制方法應(yīng)用于4WS控制器的研究中。（５）從主觀評(píng)價(jià)出發(fā)，考慮閉環(huán)綜合性能指標(biāo)，將“人—車—路”看成一個(gè)系統(tǒng)。（６）基于新控制理論的全主動(dòng)4WS系統(tǒng)。（７）把4WS技術(shù)與其它主動(dòng)安全技術(shù)（如4WD、ABS、ASR、ASC、DYC等）相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)汽車主動(dòng)底盤技術(shù)的綜合控制，這是主動(dòng)控制4WS系統(tǒng)研究的長(zhǎng)期目標(biāo)。

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10附件一、供貨范圍明細(xì)表（單臺(tái)機(jī)組數(shù)量） 11附件二、汽水取樣樣點(diǎn)溫度壓力參數(shù)表 13供需代表簽字頁 14嘉峪關(guān)宏晟電熱有限責(zé)任公司二期工程2×300MW機(jī)組水汽取樣裝置技術(shù)規(guī)范書需方：嘉峪關(guān)宏晟電熱有限責(zé)任公司、山東電力工程咨詢?cè)汗┓剑簢译娏灸暇╇娏ψ詣?dòng)化設(shè)備總廠酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、山東電力工程咨詢?cè)海ㄏ潞?jiǎn)稱需方），國家電力公司南京電力自動(dòng)化設(shè)備總廠（下簡(jiǎn)稱供方），雙方于二00三年九月二十三日在山東濟(jì)南，就嘉峪關(guān)宏晟電熱有限責(zé)任公司二期工程2×300MW機(jī)組水汽取樣裝置的技術(shù)問題進(jìn)行充分協(xié)商達(dá)成如下技術(shù)協(xié)議：1概述1.1需方在本規(guī)范書中提出了最低限度的技術(shù)要求，并未規(guī)定所有的技術(shù)要求和適用標(biāo)準(zhǔn)。1.2供方應(yīng)提供滿足本規(guī)范書和所列標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量產(chǎn)品及服務(wù)。1.3供方在執(zhí)行本規(guī)范書所列標(biāo)準(zhǔn)與其它標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范有矛盾時(shí)，按較高標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。1.4本期工程簡(jiǎn)介嘉峪關(guān)宏晟電熱有限責(zé)任公司二期工程位于甘肅省河西走廊西部的嘉峪關(guān)市。嘉峪關(guān)市東接酒泉市，南靠甘南縣，北與金塔縣接壤。酒泉鋼鐵公司位于嘉峪關(guān)市的東部及東北部。電廠位于酒泉鋼鐵公司廠區(qū)的東南角圍墻外以東的戈壁灘上，距市中心約3.5Km,距嘉峪關(guān)城樓約8.5Km。本期新建2X300MW燃煤凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，配2X1025t/h鍋爐。過熱器出口蒸汽參數(shù)為17.5MPa、541℃。1.5運(yùn)行環(huán)境1.5.1汽水取樣裝置布置在集控樓零米層獨(dú)立的房間內(nèi)。1.5.2廠址區(qū)地震基本烈度為7度。2技術(shù)要求2.1設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)2.1.1水汽取樣裝置應(yīng)符合《水汽取樣裝置》DL/T457-91部頒標(biāo)準(zhǔn)，并符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)。2.1.2水汽取樣裝置的外形尺寸、制造公差、表面涂復(fù)、產(chǎn)品包裝應(yīng)符合相應(yīng)的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。2.2供方應(yīng)提供滿足需方2×300MW機(jī)組要求的水汽取樣系統(tǒng)成套裝置，包括樣品的制備系統(tǒng)（高溫架）、儀表檢測(cè)系統(tǒng)（低溫儀表屏）、電氣控制柜。每臺(tái)機(jī)組1套，共2套。2.3每臺(tái)機(jī)組取樣點(diǎn)參數(shù)、表計(jì)的設(shè)置及分析項(xiàng)目見附表一。2.4水汽取樣裝置采用高溫架與儀表屏分開布置形式。2.5取樣裝置采用閉式循環(huán)水冷卻，除鹽水溫度最高不超過38℃，閉式循環(huán)水流量=35m3/h,壓力≥0.4Mpa。冷卻器材質(zhì)采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼。冷卻器出口母管設(shè)斷水報(bào)警，信號(hào)上盤，并配有就地壓力表及壓力開關(guān)。2.6裝置內(nèi)的所有高壓閥門采用針型不銹鋼高溫高壓門（包括高壓沖洗門），閥尖閥口材質(zhì)采用耐高溫高壓合金。減壓閥出口壓力≤0.6MPa，材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti不銹鋼。2.7低溫儀表屏采用全恒溫裝置，保證冷卻后樣品溫度為25±1℃。2.8裝置內(nèi)溫度計(jì)采用數(shù)字式溫度計(jì)（采用PT100電阻）；離子交換柱采用屏內(nèi)安裝、全不銹鋼型；導(dǎo)電度表、pH表的電極（發(fā)送器）采用屏內(nèi)安裝；人工取樣盆采用外置式。2.9裝置內(nèi)的閥門、儀表由供方提供型號(hào)、規(guī)范等資料及說明，在經(jīng)需方同意后方可采用。2.10水汽取樣裝置應(yīng)設(shè)有自動(dòng)保護(hù)裝置，以便在樣品溫度、壓力過高及冷卻水?dāng)嗔鲿r(shí)，自動(dòng)切斷樣品水并報(bào)警，以保護(hù)儀表；以上信號(hào)應(yīng)留有與水處理PLC系統(tǒng)的接口。2.11儀控部分2.11.1供方應(yīng)提出數(shù)據(jù)采集、專家診斷、技術(shù)檔案、制表打印、性能計(jì)算等功能的要求。2.11.2供方應(yīng)將各取樣點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)信號(hào)送至水處理系統(tǒng)PLC，所有到水處理PLC系統(tǒng)的信號(hào)應(yīng)上端子排，并且端子排應(yīng)留有15％的余量。2.11.3取樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能供運(yùn)行人員通過鍵盤隨時(shí)輸入超限值，改換量程。2.11.4供方應(yīng)在設(shè)計(jì)資料中提供全部取樣點(diǎn)測(cè)量范圍以及參考報(bào)警值，對(duì)以下超限報(bào)警信號(hào)應(yīng)送報(bào)警儀報(bào)警。主凝泵出口：導(dǎo)電度≥0.5μs/cm鈉≥15ppb除氧器出口：溶解氧≥7ppb凝結(jié)水：溶解氧≥30ppb內(nèi)冷水：導(dǎo)電度≥5μs/cm；爐水、給水pH不合格（高或低）2.11.5供方配供的汽水取樣系統(tǒng)儀控設(shè)備應(yīng)能滿足遠(yuǎn)程監(jiān)視、操作的要求，如不能滿足，供方應(yīng)負(fù)責(zé)追加。3供貨范圍及設(shè)備規(guī)范3.1每臺(tái)機(jī)組設(shè)1套水汽取樣裝置，共2套。每套包括高溫架屏1臺(tái)、低溫儀表屏1臺(tái)（包括電氣控制柜）。3.2每套高溫架包括預(yù)冷裝置、高溫高壓閥門、冷卻器、減壓閥、安全閥和架內(nèi)樣水、冷卻水管路。3.3每套低溫儀表屏包括人工取樣盆、化學(xué)儀表（溫度計(jì)、流量計(jì)等）、離子交換柱、低溫閥、電磁閥、恒溫裝置及樣水管路等。3.4必須的備品備件。3.5高溫架與低溫儀表屏間的樣水管路由需方負(fù)責(zé)，供方負(fù)責(zé)向咨詢?cè)禾峁┰O(shè)計(jì)資料。供方應(yīng)將所有與水處理PLC系統(tǒng)有關(guān)的信號(hào)引至端子排供需方使用。3.6設(shè)備明細(xì)表（單臺(tái)機(jī)組數(shù)量，數(shù)量以最終方案圖為準(zhǔn)。）3.6.1取樣裝置型號(hào)：SQJ-30型顏色：淺駝色（或按照需方提供的色標(biāo)）布置型式：高溫架、儀表屏和人工取樣臺(tái)分屏布置3.6.2高溫高壓架外形尺寸：3000×2350×650mm重量：1000kg進(jìn)口高壓閥型號(hào)NM12KS-GP-6MM型式球頭閥尖公稱直徑(mm)6公稱壓力(MPa)38MPa最高耐溫(℃)650℃密封試驗(yàn)壓力(MPa)42Mpa材質(zhì)不銹鋼連接方式雙卡套數(shù)量20只生產(chǎn)廠英國ALCO公司國產(chǎn)高壓閥型號(hào)GM-32Q型式針形公稱直徑(mm)6公稱壓力(MPa)25MPa最高耐溫(℃)550℃密封試驗(yàn)壓力(MPa)32MPa材質(zhì)1Cr18Ni9Ti連接方式球頭數(shù)量28只生產(chǎn)廠南自總廠節(jié)流閥型號(hào)LZ1W-4ZJW-40型式節(jié)流閥角閥公稱直徑(mm)DN18mmDN18mm公稱壓力(MPa)2.5MPa2.5MPa最高耐溫(℃)160℃160℃密封試驗(yàn)壓力(MPa)3.2MPa3.2MPa材質(zhì)1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti連接方式12只12只數(shù)量平接頭連接平接頭連接生產(chǎn)廠南自總廠南自總廠冷卻器型號(hào)QYL-2010QYL-3910熱交換面積（m2）0.20m20.39m2樣品最高壓力（MPa）25Mpa25MPa樣品最高溫度（℃）550℃550℃樣品最大流量（mL/min）2500ml2500ml樣品接口管徑（mm）Φ12×2mmΦ12×2mm冷卻水管管徑（mm）Φ25×3.5mmΦ25×3.5mm冷卻器材質(zhì)1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti連接方式球頭連接球頭連接數(shù)量5只7只生產(chǎn)廠南自總廠南自總廠減壓器型號(hào)：JYF-32B型式：螺紋式迷宮減壓壓力調(diào)節(jié)范圍：0.1-1.0MPa樣品水流量范圍：1000-2500ml通道孔徑：10mm連接方式：進(jìn)口球頭，出口平接頭數(shù)量：5只生產(chǎn)廠：南自總廠3.6.3儀表屏外形尺寸：5800×2200×1000mm重量：2500kg消耗總功率：20kW、380/220VAC1)過濾器型號(hào)：GLQ-1工作壓力：2.0MPa樣品水流量：1500ml/min濾網(wǎng)目數(shù)：40目材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti連接方式：平接頭數(shù)量：10只生產(chǎn)廠：南自總廠2)溫度計(jì)型號(hào)：XMTD-2012工作溫度：0-160℃連接方式：平接頭材質(zhì)：PT100電阻數(shù)量：14只生產(chǎn)廠：余姚遠(yuǎn)東儀表廠3)流量計(jì)型號(hào)：LZB-4F量程范圍：40-400ml/min材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti，玻璃連接方式：平接頭接口尺寸：8mm數(shù)量：15只生產(chǎn)廠：常州熱工儀表廠4)離子交換柱型號(hào)：LJG-5008直徑：50mm樹脂型號(hào)及體積（用戶自備）：001X7/1.5L數(shù)量：5只5)恒溫裝置型號(hào)：HCF2250恒溫方式：機(jī)械供電電源：380V/50Hz消耗功率：14kW恒溫路數(shù)：10點(diǎn)生產(chǎn)廠：南自總廠6)工業(yè)電導(dǎo)率儀項(xiàng)目型號(hào)DDG-2000量程范圍(μS/cm)0.01～200μS/cm電導(dǎo)池常數(shù)(cm-1)0.01/0.1cm-1精確度讀數(shù)的1%自動(dòng)溫度補(bǔ)償范圍(℃)0-60℃基本誤差±1%重現(xiàn)性1%輸出信號(hào)4-20mA、1-5V電耗(W)25外形尺寸(mm)144×144×150生產(chǎn)廠原裝進(jìn)口（梅特勒公司、POLYMETRON）數(shù)量9只7)工業(yè)酸度計(jì)型號(hào)：PHG-2000數(shù)量：4臺(tái)測(cè)量范圍：0～14pH精確度：0.05pH自動(dòng)溫度補(bǔ)償范圍：0～80℃電子單元重復(fù)性誤差：0.01pH電子單元穩(wěn)定性：0.01pH/24h自動(dòng)溫度補(bǔ)償誤差：0.01pH輸出信號(hào)：4～20mA外形尺寸：144×144×150mm生產(chǎn)廠：原裝進(jìn)口（梅特勒公司、POLYMETRON）8)水中溶氧分析儀型號(hào)：PAMOxytrace數(shù)量：2臺(tái)量程范圍：0.0～20000ppb分辨率：0.1ppb精確度：0.2ppb重現(xiàn)性：滿量程的0.15ppb響應(yīng)時(shí)間：15秒(90%)外形尺寸：96×96×112mm生產(chǎn)廠：SWAN9)硅酸根分析儀型號(hào)：9210－6/2數(shù)量：1臺(tái)量程范圍：0～1000μg/l精確度：±0.5μg/l分辨率：0.1μg/L重現(xiàn)性：滿量程的±0.5ppb響應(yīng)時(shí)間：9分鐘通道數(shù)：6通道/2通道外形尺寸：400×850×300mm生產(chǎn)廠家：法國POLYMETRON公司10)微鈉監(jiān)測(cè)儀型號(hào)：1811EL數(shù)量：2臺(tái)測(cè)量范圍：0-10000μg/l電子單元重復(fù)性：0.03pNa電子單元穩(wěn)定性：0.03pNa/2h響應(yīng)時(shí)間：3min溫度補(bǔ)償范圍：5-50℃外形尺寸：350×670×300mm生產(chǎn)廠家：美國ORION公司11)磷酸根分析儀型號(hào)：9211-2數(shù)量：兩臺(tái)機(jī)組共用一臺(tái)量程范圍：0.5～50mg/L精確度：2%FSD分辨率：0.1mg/l重現(xiàn)性：滿量程的1%響應(yīng)時(shí)間：3min通道數(shù)：2通道外形尺寸：350×670×300mm生產(chǎn)廠家：法國POLYMETRON公司12）聯(lián)氨分析儀型號(hào)：FIA-33數(shù)量：1臺(tái)量程范圍：0-1000ppb分辨率：0.1ppb精度：滿量程的0.1%重現(xiàn)性：滿量程的2%響應(yīng)時(shí)間：≤2分鐘外形尺寸：483×746×290mm生產(chǎn)廠：北京核工業(yè)部研究所3.7裝置范圍內(nèi)的管材樣品水管：φ8×1mm，1Cr18Ni9Ti一次冷卻水管：直徑φ89mm×壁厚4.5mm，管材：A3排水管：直徑φ57mm×壁厚3.5mm，管材：1Cr18Ni9Ti4質(zhì)量保證4.1設(shè)備質(zhì)保期為設(shè)備投運(yùn)后1年，配套儀器儀表、閥門等外協(xié)設(shè)備按配套廠家質(zhì)保期。在質(zhì)保期內(nèi)發(fā)生屬產(chǎn)品質(zhì)量問題，由供方負(fù)責(zé)免費(fèi)維修或者更換。整套設(shè)備使用壽命大于20年。4.2供方免費(fèi)負(fù)責(zé)指導(dǎo)設(shè)備安裝和調(diào)試，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要及時(shí)處理設(shè)備出現(xiàn)的問題。4.3裝置先投入人工取樣，168小時(shí)連續(xù)試運(yùn)行后，分析儀表在1個(gè)月內(nèi)由供方負(fù)責(zé)全部投入。4.4供方應(yīng)為需方免費(fèi)培訓(xùn)維修運(yùn)行人員各2～3名。4.5供方所供所有進(jìn)口設(shè)備、配件應(yīng)提供相應(yīng)入關(guān)報(bào)驗(yàn)單（復(fù)印件即可）作為進(jìn)口件的憑證。4.6外協(xié)廠家的配件出現(xiàn)質(zhì)量問題，由供方負(fù)責(zé)維修或更換。儀控設(shè)備無故障運(yùn)行時(shí)間不小于15000小時(shí)。4.7所有技術(shù)問題的聯(lián)絡(luò)應(yīng)以書面?zhèn)髡鏋闇?zhǔn)，但供方不能以需方的承諾和回復(fù)而推卸供方的責(zé)任。5技術(shù)文件和圖紙交付進(jìn)度5.1供方提供的技術(shù)文件和圖紙的交付進(jìn)度能滿足工程設(shè)計(jì)和施工實(shí)際進(jìn)度的要求，在投標(biāo)中提出并經(jīng)需方審查確認(rèn)。5.2技術(shù)協(xié)議簽定后，七天內(nèi)供方向山東電力工程咨詢?cè)簩I(yè)提供設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料，以供需方開展工作。5.3技術(shù)協(xié)議簽定后，一個(gè)月內(nèi)向山東電力工程咨詢?cè)簩I(yè)提供設(shè)備方案圖，端子排出線圖等經(jīng)需方審查確認(rèn)。5.4供方應(yīng)提供下列技術(shù)文件(包括裝箱文件)5.4.1供方投標(biāo)階段提供的以下圖紙資料，圖上應(yīng)注明供貨范圍的分界線水汽取樣裝置的系統(tǒng)圖，外形圖、布置圖、基礎(chǔ)資料或支撐荷載；水汽取樣裝置的安裝總圖(圖上應(yīng)標(biāo)明裝配尺寸，固定要求、供貨清單備齊，并將注明進(jìn)出口尺寸，連接方式及位置)。；進(jìn)水處理PLC系統(tǒng)I/O接口清單；儀表屏端子排出線圖；配供的儀控設(shè)備清單及分析儀表樣本或說明書，測(cè)量范圍、報(bào)警、保護(hù)定值等要求；對(duì)汽水取樣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、專家診斷、技術(shù)檔案、制表打印、性能計(jì)算等功能的要求。5.4.2供方提供的說明書，其內(nèi)容應(yīng)包括：安裝、使用、維護(hù)、保管說明書，并注明設(shè)備說明，規(guī)范表。5.4.3供方在出廠時(shí)提供的資料水汽取樣裝置的出廠合格證產(chǎn)品合格證書、檢驗(yàn)記錄2份安裝使用、維護(hù)、保管說明書2份安裝圖、易損件加工圖2份備品備件表2份6技術(shù)服務(wù)6.1在設(shè)備安裝期間，供方派技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和調(diào)試，并對(duì)需方有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。6.2供方派出的技術(shù)人員一定要責(zé)任心強(qiáng)，技術(shù)過硬，身體健康，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工作的條件。6.3培訓(xùn)的時(shí)間、人數(shù)、地點(diǎn)與需方協(xié)商。7其它7.1本技術(shù)協(xié)議經(jīng)供需雙方共同確認(rèn)和簽字后作為訂貨合同的技術(shù)附件，與訂貨合同正文具有同等效力。7.2本技術(shù)協(xié)議共計(jì)16份。正本3份，需方2份、供方1份；副本13份，業(yè)主5份，山東電力工程咨詢?cè)?份和供方1份。7.3未盡事宜，由雙方協(xié)商解決。附件一、供貨范圍明細(xì)表（單臺(tái)機(jī)組數(shù)量）1.1汽水取樣裝置明細(xì)表(單臺(tái)機(jī)組所需數(shù)量)序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量產(chǎn)地/廠家備注1儀表套11.01工業(yè)電導(dǎo)率儀臺(tái)9進(jìn)口原裝1.02工業(yè)酸度計(jì)臺(tái)4進(jìn)口原裝1.03溶氧分析儀PAMOxytrace臺(tái)2SWAN1.04鈉分析儀1811EL臺(tái)2美國ORION公司1.05硅酸根分析儀9210－6/2臺(tái)1法國POLYMETRON兩機(jī)公用1.06磷酸根分析儀9211－2臺(tái)0.5法國POLYMETRON兩機(jī)公用1.07聯(lián)胺表FIA-33臺(tái)1北京核工業(yè)部或上海雷磁（電極進(jìn)口）最終廠家由需方確認(rèn)1.08報(bào)警儀SXB-M1臺(tái)2南京自技所2降溫減壓架套套12.01