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轮式车、履带车漂移控制基本原理

2020-09-10 10:50 作者:-DandD-  | 我要投稿

控制部分,Jonathan Y. Goh,Tushar Goel和J. Christian Gerdes的Toward Automated Vehicle Control Beyond the Stability Limits: Drifting Along a General Path采用了多层控制结构,这在底盘控制上很常见,一般上层根据规划路径利用运动学控制得到力学控制目标,下层动力学控制执行器运动。

第一部分误差动力学部分用的是传统的现代控制理论的方法,结构比较简单。由于横向误差、航向误差、质心侧偏角误差和横摆角误差四者具有耦合关系,所以选择两个独立项作为控制对象:航向角速度和横摆角加速度,与所列车辆动力学公式前两个对应,方便反求。第三项质心加速度是自由项,车速在漂移控制中不受控,只要保持稳定即可。

第二部分逆动力学模型是核心,但是文章似乎没有讲清楚,一直没复现出来,仿真没有成功

逆动力学部分
复现没有成功

控制器最后两层就是驱动轮转矩的控制了,依然是简单的运动学和传统的经典控制理论。

做这个方向的可以继续研究第二部分的模型反求部分,我这种只是“玩玩而已”的感觉没必要深究了,反而不如自己想一个控制方法。

UP见解:

轮式车简化为纵向杆,由于要漂移,后轮摩擦力大小确定,就是要达到摩擦圆极限,控制的只是摩擦力的方向,可以通过控制后轮转速达到控制后轮与地面相对速度方向从而达到控制摩擦力的方向。前轮纵向阻力忽略,只考虑转向带来的横向力,前轮转角可以控制轮胎横向力的方向,同时大小有一定耦合关系,大小是质心速度、质心侧偏角、横摆角速度、车身参数和前轮转角的函数。

轮式车漂移原理

漂移最大的特点就是大质心侧偏角,即质心运动方向和车身朝向明显不同。所以控制目标就是保持这个大质心侧偏角,同时还有保证质心运动轨迹受控。

履带车漂移似乎更加简单(前提是左右履带电机分布式驱动。。。)。速差转向车辆,控制左右侧履带转矩或者转速。左右履带滑转后摩擦力也是在摩擦圆极限上,只要控制两侧履带速度就可以控制和地面的相对速度方向,地面提供的摩擦力方向与相对运动相反。

履带车漂移原理

目标依然是保持质心侧偏角β,维持明显的漂移现象,并且控制质心按期望轨迹行驶。

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