深海底采矿机器车运动建模及控制研究最新章节_陈峰著

1.6 深海底采矿机器车运动控制

深海底采矿机器车为特殊设计的履带车辆。与四轮车辆相比，履带车辆的控制更为困难。履带车辆一般采用滑动转向。在滑动转向过程中，履带车的运动由履带径向驱动力以及履带与地面的侧向摩擦力共同决定。由于摩擦力由履带车的线速度和角速度决定，履带车的侧向力平衡方程表现为不可积分的微分方程，这导致履带车的路径规划和路径跟踪控制之间出现耦合，即通常所说的非完整性约束。另外，由于履带—地面作用的复杂性，以及土壤参数的不确定性，对侧向摩擦力的准确辨识也是一个具有挑战性的问题。

Zhejun Fan、Y.Koren、D.Wehe等针对履带车辆的直线轨迹跟踪进行了研究：将左右履带一起考虑，采用交叉耦合控制器(cross-coupling)消除车辆模型的内部参数误差和扰动，采用模型参考自适应算法对履带车辆的外部误差和扰动进行补偿。K.Rintanen、H.Makela等开发了一套履带车辆的自动导航系统，采用一种特殊设计的非线性控制器对履带车辆的直线轨迹跟踪进行控制。C.W.Chen、G.G.Wang、S.H.Wang通过对非线性模型线性简化的方法，设计了一个线性控制器，对履带车辆的转向控制进行了研究。Zvi Shiller等研究了履带车辆轨迹跟踪问题，采用最优控制算法控制履带车的直线和转向运动。贺建飚等从运动特性、运动描述、运动控制以及运动规划等几个方面研究了高速履带式移动机器人的行动规划技术，针对履带式移动机器人的纵向运动控制问题，讨论了其速度控制模型，提出了一种速度测量与控制的方法；在转向运动方面，提出了一种基于模糊自适应的控制策略；建立了机器车自动驾驶专家控制系统，可实现自主导航、动态跟踪目标等任务。刘溧等将计算机控制技术与车辆操纵技术相结合，采用电控液压系统对履带车操作系统进行控制，建立了履带车远程控制系统。