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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于滑模观测器的铰接矿车轮胎力级联估计
  • 28
  • 作者

    武仲斌 赵岩松 李浩文 张君

  • 单位

    中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原理工大学机械与运载工程学院

  • 摘要
    矿山特种车辆橡胶实心轮胎或聚氨酯填充轮胎多为非标准化定制轮胎,其给轮胎模型的参数辨识过程造成了诸多不便,车辆固有的复杂非线性特性也对轮胎力的获取造成了诸多限制。为此,针对矿用铰接式特种车辆,本文采用了一种降阶-级联结构的滑模观测器,在更低成本和占用更少运算资源的前提下实现对矿用铰接式车辆纵向和侧向轮胎力的准确、稳定估计。通过整理和解耦铰接车8自由度水平动力学模型以实现对铰接车动力学特性的描述,以此为基础逐级构建轮胎力观测器,结合滑模控制算法设计了降阶-级联滑模观测器,并引入饱和函数以减少抖振。针对矿用铰接式支架搬运车的典型作业场景,设计了稳态圆周转向综合测试以及动态综合测试实验工况,以铰接车实验平台为对象进行了实验验证,通过采集和记录相关数据实现在Matlab/Simulink环境下对轮胎力进行重构和估计,并进行对比。同时,引入RMSE和RMSPE指标以评价和分析轮胎力级联观测器的精度。实验结果表明,基于滑模算法的轮胎力降阶-级联观测器收敛速度快,在两种工况下各轮胎力估计结果的均方根百分比误差均在15%以内,后车体侧向力估计结果则不超过8%,整体能够较为有效的捕捉和重现轮胎力的动态变化。
  • 关键词

    矿用车辆轮胎力估计实心轮胎滑模观测器分布式驱动

  • 文章目录


    引 言
    1 铰接车动力学模型
    2 轮胎力滑模观测器
    2.1铰接车轮胎力降阶-级联估计方案
    2.2 滑模观测器设计
    3 实验验证
    3.1 实验方案
    3.2评价指标
    3.3实验结果
    4 结论
  • 引用格式
    武仲斌,赵岩松,李浩文,等.基于滑模观测器的铰接矿车轮胎力级联估计[J/OL].煤炭科学技术,1-14[2025-03-28].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20250327.1434.004.html.
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