輪式移動(dòng)系統(tǒng)多輪協(xié)調(diào)控制方案研究.pdf

1、隨著科技的不斷進(jìn)步，人類對(duì)難以到達(dá)未知環(huán)境的探測(cè)活動(dòng)日益深入，對(duì)輪式移動(dòng)系統(tǒng)多輪協(xié)調(diào)控制技術(shù)提出了更高的要求。但對(duì)于多輪移動(dòng)系統(tǒng)，因采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)控制量存在冗余。在地形復(fù)雜、松散地面上移動(dòng)會(huì)出現(xiàn)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不準(zhǔn)確，滑移率、下陷量、功耗變大，加快機(jī)械磨損，移動(dòng)通過(guò)性變差。
　　本文針對(duì)上述問(wèn)題，以四輪菱形布置的輪式移動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，從多輪協(xié)調(diào)控制技術(shù)的研究背景、研究現(xiàn)狀出發(fā)，對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、驅(qū)動(dòng)控制及驅(qū)動(dòng)力分配

2、進(jìn)行分析和研究。主要從多輪協(xié)調(diào)控制的設(shè)計(jì)、輪地接觸角的模擬仿真、月壤關(guān)鍵力學(xué)參數(shù)在線估計(jì)、多輪協(xié)調(diào)控制對(duì)比分析和滑模變結(jié)構(gòu)控制等方面進(jìn)行深入的研究和探討。針對(duì)幾種協(xié)調(diào)控制方案進(jìn)行可行性論證，并進(jìn)行協(xié)調(diào)控制算法設(shè)計(jì)及其軟件實(shí)現(xiàn);針對(duì)典型工況的不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，從定性和定量的角度進(jìn)行協(xié)調(diào)控制調(diào)試，并對(duì)其協(xié)調(diào)控制算法進(jìn)行仿真計(jì)算驗(yàn)證;最后通過(guò)模擬地面環(huán)境各種復(fù)雜地形工況進(jìn)行多輪協(xié)調(diào)控制試驗(yàn)考核，從而評(píng)價(jià)協(xié)調(diào)控制的效果，確定最終的協(xié)調(diào)控制方案。

3、>　　在多輪協(xié)調(diào)控制方案的實(shí)現(xiàn)中，針對(duì)四輪菱形布置的移動(dòng)系統(tǒng)，采用開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)學(xué)法、閉環(huán)動(dòng)力學(xué)法、協(xié)調(diào)雙分支(DB)法、廣義逆(GI)法、滑模變結(jié)構(gòu)法等，應(yīng)用不同軟件進(jìn)行了聯(lián)合仿真計(jì)算。首先采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)將輪式移動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合;接著通過(guò)模擬仿真技術(shù)對(duì)車輪與地面的接觸角進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)土壤的關(guān)鍵力學(xué)參數(shù)進(jìn)行在線評(píng)估;最后采用開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)學(xué)法、閉環(huán)動(dòng)力學(xué)法、協(xié)調(diào)雙分支(DB)法、廣義逆(GI)法、滑模變結(jié)構(gòu)法等進(jìn)對(duì)輪式移動(dòng)