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郑恩来教授等:设施园艺移动平台分布式驱动自适应防滑控制

moboyou 2025-05-25 16:38 19 浏览

南京农业大学郑恩来教授等:设施园艺移动平台分布式驱动自适应防滑控制

阅读文章全文:http://www.tcsae.org/article/doi/10.11975/j.issn.1002-6819.202401156

《农业工程学报》2024年第40卷第10期刊载了南京农业大学等单位陈凤、丁俊杰、罗志涛、郑恩来、鲁应涛、汪小旵、沈成与鲁植雄的论文——“设施园艺移动平台分布式驱动自适应防滑控制”。该研究由国家重点研发计划项目(项目号:2023YFD2000304,2022YFD2001202)资助。

引文信息:陈凤,丁俊杰,罗志涛,等. 设施园艺移动平台分布式驱动自适应防滑控制[J]. 农业工程学报,2024,40(10):85-96.

DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202401156

研究目的与方法:

针对设施园艺特殊作业场景对电驱移动平台灵活作业与高操纵稳定性需求,该研究设计了一种四轮轮毂电机独立驱动的分布式设施园艺电驱移动平台,并提出了一种可提高转向灵活性与稳定性的自适应防滑控制策略

在该控制策略中,首先构建电驱移动平台动力学模型与Ackermann差速转向模型,结合速度瞬心原理及轮胎侧偏角确定各车轮转向目标转速;其次,为提高电驱移动平台对时变附着系数的适应能力,采用改进的强跟踪自适应无迹卡尔曼滤波算法设计复杂路面识别器,实现对路面附着系数准确估计;最后,设计基于自适应滑模算法的防滑控制器,根据路面附着系数估计值确定车轮相对最佳滑转率并实时控制滑转率。为验证所提控制策略的有效性,开展了Carsim-MATLAB/Simulink联合仿真与分布式设施园艺电驱移动平台实车试验。

结果与结论:

试验结果表明,所提控制策略可准确估计复杂道路下路面附着系数,降低车轮滑转率误差;在不变路面对接路面对开路面3种工况下,左侧车轮滑转率误差分别为0.031、0.015和0.038右侧车轮滑转率误差分别为0.026、0.005和0.028;在不变路面随机路面实测路况下,电驱移动平台路面附着系分别数约为0.44和0.47,最大滑转率分别约为0.69和0.68,有效抑制了轮胎转向时的过度滑转,提高了电驱移动平台的行驶稳定性。研究可为设施园艺车辆驱动防滑控制提供具体理论依据和实施方案。

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