-
题名双车协同运输系统轨迹跟踪约束跟随控制
- 1
-
-
作者
代宇晟
常远
杨泽宇
张博维
胡满江
黄晋
-
机构
湖南大学机械与运载工程学院
湖南大学无锡智能控制研究院
清华大学车辆与运载学院
-
出处
《汽车工程》
北大核心
2025年第4期658-668,共11页
-
基金
国家自然科学基金(52222216,52202493,52172384)资助。
-
文摘
双车协同运输系统由货物模块和前后两辆运输车组成,货物与车辆通过铰接方式连接。该系统的动力学强耦合性、强非线性等特点给其精确建模与安全精准控制带来巨大挑战。本文提出了一种基于约束跟随理论的双车协同运输系统轨迹跟踪控制方案。在系统建模层面,基于运动学及刚体动力学分析,构建协同运输系统的外部轨迹跟踪伺服约束和内部铰接关系被动约束,并通过拉格朗日建模方法建立双车协同运输系统非线性约束动力学模型。在控制器设计层面,首先,采用Udwadia-Kalaba(U-K)方法获取货物满足轨迹跟踪伺服约束所需的范数最小约束力,也即铰接点作用于货物的作用力合力;其次,按照前后车辆横向受力最小原则设计该作用力合力的最优分配策略,将其分配给前后运输车辆,并将作用力分力的反力建模为前后车辆的已知外部干扰;然后,基于已知外部干扰前馈补偿及约束跟随控制理论设计前后运输车辆满足轨迹跟踪伺服约束所需的控制力。最后,仿真结果表明,所提出的协同控制方案具有良好的轨迹跟踪效果,且能够明显抑制货物对运输车辆的横向动力学影响,有效提升协同运输系统的整体横向稳定性。
-
关键词
双车协同运输
轨迹跟踪
拉格朗日建模
约束跟随控制
-
Keywords
dual-vehicle cooperative transportation
trajectory tracking
Lagrange modeling
constraint-following control
-
分类号
U469.7
[机械工程—车辆工程]
-
