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  履帶運輸車的運動控制研究



 履帶式運輸車因為其良好的越野性能在農業、軍事、采礦、森林開發等領域具有廣泛的應用前景。然而與輪式運輸車相比,針對履帶運輸車的運動控制研究卻困難得多。主要原因是履帶運輸車多采用滑動轉向滑動轉向過程中履帶運輸車的運動由履帶徑向驅動力以及履帶與地面側向摩擦力共同決定。

 1.由于摩擦力由履帶運輸車的線速度和角速度決定履帶運輸車的側向力平衡方程表現為不可積分的微分方程。這導致履帶運輸車的路徑規劃和路徑跟蹤控制之間出現耦合即通常所說的非完整性約束。

 2.另外由于履帶地面作用的復雜性以及土壤參數的不確定性,履帶運輸車的地面作用力很難得到準確估計。 

   目前履帶運輸車輛的研究主要集中于車輛#地面力學及車輛優化設計方面,針對履帶運輸車的運動控制并不多見。基于簡化模型的基礎上采用力打滑線性化模型#運用輪式車輛的軌跡跟蹤算法對履帶運輸車進行了控制研究,采用卡爾曼濾波器對履帶滑轉率進行估計,進而構造了履帶運輸車的運動控制算法采用簡化的側向摩擦力動力學模型對履帶運輸車的軌跡跟蹤控制進行了研究。

3.履帶運輸車輛的行走誤差由車輛內部誤差和外部誤差共同構成。所謂內部誤差是由車輛本身結構的不對稱引起的。如左右履帶驅動輪半徑的不同、左右履帶張緊的不同、左右履帶與驅動輪及鏈輪摩擦力的不同以及車輛重心設計時的左偏或右偏等,這些都會導致車輛在開環狀態不能嚴格跟蹤給定信號。所謂外部誤差是指由于地面情況的不均勻導致車輛地面作用力變化,使左右履帶不能嚴格跟蹤給定。



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