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露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制研究
被引量：
1
1
作者
潘国宇
鲍久圣
+6 位作者
胡德平
邹学耀
阴妍
王茂森
朱晨钟
张磊
杨瑞
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第10期68-79,共12页
露天矿无人驾驶自卸车面临道路等级低且坡道弯道多、车辆载质量大且变化范围宽等恶劣运输工况,现有车辆运动控制策略多面向普通道路环境,无法直接将现有车辆控制策略应用于矿山自卸车。针对上述问题,提出了一种基于预瞄误差与分层反馈...
露天矿无人驾驶自卸车面临道路等级低且坡道弯道多、车辆载质量大且变化范围宽等恶劣运输工况,现有车辆运动控制策略多面向普通道路环境,无法直接将现有车辆控制策略应用于矿山自卸车。针对上述问题,提出了一种基于预瞄误差与分层反馈的露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制系统。横向控制以线性二次型调节器(LQR)为基础,运用前馈控制器降低稳态误差,采用模糊控制器实现自适应调整预瞄距离,以提高路径跟踪控制精度;纵向控制建立分层反馈式纵向速度控制器,分别采用模型预测控制和模糊PID反馈控制,并建立车辆驱动及制动逆向模型,降低自卸车载质量与道路坡度改变对纵向速度追踪的影响。仿真结果表明:(1)车辆实际速度和期望速度误差在2%以内,说明自卸车在空载下坡与满载上坡2种工况下的速度跟踪效果能够满足要求。(2)由于横-纵向协同控制能够针对路径曲率的不同实时调节车辆速度,在2种工况下,自卸车横-纵向协同控制器相比于单一横向控制都获得了更高的路径跟踪精度,同时也提高了自卸车的操纵稳定性。实验结果表明:(1)空载下坡时的横向误差峰值为0.0199 m,方向误差峰值为0.1840 rad,误差增大均发生在弯道处,但误差波动范围较小,能够保证试验车对期望路径的跟踪。(2)负载上坡时的横向误差峰值为0.0168 m,方向误差峰值为0.0714 rad,误差变化趋势与空载下坡试验相反,但误差仍在合理范围内,试验车的跟踪效果良好。(3)2个误差峰值均小于空载下坡试验,验证了不同速度对横向控制精度的影响规律。
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关键词
露天矿自卸车
无人驾驶
横
向运动
控制
纵向
速度
控制
横-纵向协同控制
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职称材料
题名
露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制研究
被引量：
1
1
作者
潘国宇
鲍久圣
胡德平
邹学耀
阴妍
王茂森
朱晨钟
张磊
杨瑞
机构
中国矿业大学机电工程学院
徐州徐工重型车辆有限公司
出处
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第10期68-79,共12页
基金
江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2023035)
徐州市重点研发计划资助项目(KC22419)
江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)。
文摘
露天矿无人驾驶自卸车面临道路等级低且坡道弯道多、车辆载质量大且变化范围宽等恶劣运输工况,现有车辆运动控制策略多面向普通道路环境,无法直接将现有车辆控制策略应用于矿山自卸车。针对上述问题,提出了一种基于预瞄误差与分层反馈的露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制系统。横向控制以线性二次型调节器(LQR)为基础,运用前馈控制器降低稳态误差,采用模糊控制器实现自适应调整预瞄距离,以提高路径跟踪控制精度;纵向控制建立分层反馈式纵向速度控制器,分别采用模型预测控制和模糊PID反馈控制,并建立车辆驱动及制动逆向模型,降低自卸车载质量与道路坡度改变对纵向速度追踪的影响。仿真结果表明:(1)车辆实际速度和期望速度误差在2%以内,说明自卸车在空载下坡与满载上坡2种工况下的速度跟踪效果能够满足要求。(2)由于横-纵向协同控制能够针对路径曲率的不同实时调节车辆速度,在2种工况下,自卸车横-纵向协同控制器相比于单一横向控制都获得了更高的路径跟踪精度,同时也提高了自卸车的操纵稳定性。实验结果表明:(1)空载下坡时的横向误差峰值为0.0199 m,方向误差峰值为0.1840 rad,误差增大均发生在弯道处,但误差波动范围较小,能够保证试验车对期望路径的跟踪。(2)负载上坡时的横向误差峰值为0.0168 m,方向误差峰值为0.0714 rad,误差变化趋势与空载下坡试验相反,但误差仍在合理范围内,试验车的跟踪效果良好。(3)2个误差峰值均小于空载下坡试验,验证了不同速度对横向控制精度的影响规律。
关键词
露天矿自卸车
无人驾驶
横
向运动
控制
纵向
速度
控制
横-纵向协同控制
Keywords
open
-
pit mine dump truck
unmanned driving
lateral motion control
longitudinal speed control
lateral
-
longitudinal coordinated control
分类号
TD57 [矿业工程—矿山机电]
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1
露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制研究
潘国宇
鲍久圣
胡德平
邹学耀
阴妍
王茂森
朱晨钟
张磊
杨瑞
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024
1
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