● 摘要
滑移车对速度的限制与其他车辆有很大不同,其车轮必须向两侧滑移以沿弧形路径前进。滑移车的车轮不易直接操控,其通过将差动转矩施加于两侧的车轮来实现车辆的转向。由于轮胎打滑与制动引起的非线性为滑移车的运动控制带来了特殊的挑战。此外,旋转的即时中心也可偏移滑移车的底盘而导致运动失稳。因此,很难实现对精确路径下滑轮车的建模。这意味着仅进行运动学水平上的控制是不够的,一般需要使用动力学模型。本文主要由两部分组成,在第一部分使用P-3AT滑移机器人的参数建立了四轮滑移车的数学模型,运用此模型可将车辆动力学与半经验轮胎模型(TM-简单轮胎模型)相结合以计算纵向力与横向力。仿真结果检验了该模型的有效性且能较好的符合实际情况,从而可用于相应的控制器设计。本文后一部分根据被控对象的动态模型,研究了模糊滑模控制律和实现算法的综合与设计问题。在此控制算法中,以偏航角和纵向速度为输入变量,控制器的输出为各个车轮的扭矩控制指令。该控制技术对于动态参数的不确定性是鲁棒的,并且能够通过模糊切换增益调节器来降低滑模控制的高频转换所引起的颤振。通过所设计滑模车模型在不同摩擦系数和重力中心位置下的仿真对控制算法进行了验证,并与常规滑模控制律进行了比较分析。
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