鉸接車輛是一種由牽引車和掛車組成的模塊化車輛系統(tǒng),由于其車體結構可變等特點,故具有載貨量大、機動靈活、工作效率高等優(yōu)點,目前已普及于物流、災情偵查、救援等諸多領域。然而,受限于其機構特征,鉸接車輛系統(tǒng)存在狀態(tài)量繁多且部分不可測、欠驅動動態(tài)及摩擦不確定性等難點,為此,本文致力于提出一套感知-控制一體化動態(tài)協(xié)調控制方法,以提高系統(tǒng)的適應性及操縱性,具體如下:首先,為了實現(xiàn)系統(tǒng)的高精度感知-控制,基于系統(tǒng)機械結構特征,確立獨立坐標的選取,并結合Euler-Lagrange原理進行鉸接車輛系統(tǒng)動力學建模。闡明其非完整約束,并作出其工作條件假設,同時結合機器人系統(tǒng)兩大定理驗證其數(shù)學模型的合理性。其次,針對鉸接車輛源自于運動學及動力學層面的技術難點,如欠驅動動態(tài)及存在建模誤差等,結合雙閉環(huán)結構,本文提出了基于約束型模型預測(MPC)及直接自適應模糊控制的位姿/力協(xié)同跟蹤控制策略。其中,約束型模型預測被用于實現(xiàn)軌跡跟蹤控制,同時解決系統(tǒng)的欠驅動問題。此外,直接自適應模糊控制則用以解決復雜環(huán)境下的速度跟蹤問題,并大大強化了系統(tǒng)的魯棒性及適應性。再次,針對鉸接車輛系統(tǒng)干擾及部分狀態(tài)測量難度大的情形,結合協(xié)...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內外鉸接車輛研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外鉸接車輛研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內鉸接車輛研究現(xiàn)狀
    1.3 欠驅動鉸接車輛感知-控制方法研究
    1.4 本文的主要研究內容及結構安排
2 欠驅動鉸接車輛機械結構及其動力學模型
    2.1 鉸接車輛系統(tǒng)描述
        2.1.1 機械結構
        2.1.2 參數(shù)命名
    2.2 鉸接車輛數(shù)學模型
        2.2.1 鉸接車輛運動學模型
        2.2.2 鉸接車輛動力學模型
    2.3 本章小結
3 基于模型預測與直接自適應模糊的位姿/力協(xié)同跟蹤控制
    3.1 模型預測控制
        3.1.1 參考軌跡
        3.1.2 誤差動力學
        3.1.3 MPC控制器
    3.2 直接自適應模糊控制
        3.2.1 非線性系統(tǒng)描述
        3.2.2 模糊控制器
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小結
4 基于擴張觀測器的感控一體化控制策略
    4.1 擴張觀測器
        4.1.1 前向子系統(tǒng)
        4.1.2 轉向子系統(tǒng)
    4.2 魯棒終端滑模控制器
        4.2.1 前向子系統(tǒng)
        4.2.2 轉向子系統(tǒng)
    4.3 仿真分析
        4.3.1 仿真環(huán)境設置
        4.3.2 仿真結果
    4.4 本章小結
5 基于RBF神經網絡與SMC的摩擦辨識與補償機制
    5.1 參數(shù)化摩擦模型
    5.2 基于RBF神經網絡的辨識機制
    5.3 運動學及動力學控制器
        5.3.1 運動學規(guī)劃
        5.3.2 前向子系統(tǒng)
        5.3.3 轉向子系統(tǒng)
    5.4 仿真分析
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：4041349