發(fā)布時間：2020-12-07 03:57

　　鉸接車因其機動靈活成為地下采礦業(yè)的重要裝備,并廣泛應用于地下礦石的鏟裝、運輸等過程。實現金屬、非金屬礦山“運輸系統(tǒng)無人化、機械化”是我國礦山行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,而地下礦用鉸接車路徑跟蹤與智能避障控制是實現礦用設備無人化的關鍵技術。本文以地下礦用鉸接車為研究對象,對其路徑跟蹤與智能避障控制策略進行了深入研究并進行了仿真及實車驗證,為實現鉸接車輛的無人駕駛提供技術支持。本文首先分析了鉸接車的動力學特性,采用模塊化的建模方法搭建了鉸接車整車動力學模型,包括魔術公式的輪胎模型、車輪模型、輔助計算模塊及車體模型等。輔助計算模塊包含有輪胎滑轉率估計、輪胎側偏角估計、車輛垂直載荷估計及輪胎坐標系轉換等,用來估計車輛的行駛狀態(tài)。根據達朗貝爾原理建立了四自由度鉸接車車體動力學模型,并與以上模塊整合為整車動力學模型,將其作為運動控制的仿真平臺對文中提出的控制方法進行初步驗證。然后提出鉸接車速度規(guī)劃方法并設計了基于集成控制思想的鉸接車路徑跟蹤控制器。在其速度規(guī)劃中分析了鉸接車的運動特性,以保持車輛橫向行駛穩(wěn)定性為目標,建立了道路曲率與車速的關系,并設定車輛在不同路況下的安全車速限值。在路徑跟蹤控制中分別設計了基... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：159 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１地下礦用鉸接車輛??

??圖１－２為鉸接車結構簡圖，鉸接體的存在可以使前后車體實現最大４５°??左右的折腰角，這使得其轉彎半徑相對于同尺寸剛性車體的轉彎半徑大大減??小，也更能適應地下巷道狹窄的作業(yè)環(huán)境。鉸接車因其具有高度的靈活性，??使其成為地下采礦、建筑及農業(yè)裝備中的主力，而對鉸接車輛自動化控制的??研宄也成為各個國家的研究重點。??議??＾?ｍｍ??圖１－２地下礦用鉸接車結構示意圖??要實現地下礦用鉸接車的無人駕駛，需要包括環(huán)境感知、信息融合、控??制、通信、等各個領域的技術支持。??（１）信息感知及融合技術??對于地下礦用車輛而言，要達到車輛自主性、適應性和交互性的目標，??就必須要獲取車輛的狀態(tài)信息及周圍環(huán)境信息［１Ｇ］。環(huán)境感知傳感器包括內部??傳感器與外部傳感器，內部傳感器用來檢測車輛的狀態(tài)，外部傳感器用來探??測車輛周圍的環(huán)境。在地下，車輛不能用ＧＰＳ來獲取車輛位置信息，本文中??在實車試驗過程中采用的是基于超寬帶（Ｕｌｔｒａ?Ｗｉｄｅ?Ｂａｎｄ

瑞典的山德維克公司（ＳａｎｄｖｉｋＴａｍｒｏｃｋ）在礦山設備自動化方面的研究??也一直處于領先地位。該公司推出的自動化礦山系統(tǒng)（Ａｕｔｏｍｉｎｅ）己在多座??礦山應用，其系統(tǒng)構成如圖１－４所示。??（維護保養(yǎng)）?夕卜????呼??（自動化礦山計劃）＾??（數據采集監(jiān)控系統(tǒng)）統(tǒng)??Ｖ???Ｊ????／￣＼?ＩＩ??＇雷Ｕ，?通?ｆ?（ｒ?＼??（崎ｎ?＝５?５?（任維制系統(tǒng)）＾＝：??Ｕ?幾載控制系統(tǒng)Ｊ?統(tǒng)?Ｌ?中心控制室?Ｊ?＾??＼Ｊ??圖１－４?Ｓａｎｄｖｉｋ?Ａｕｔｏｍｉｎｅ系統(tǒng)結構圖??－６－??

【參考文獻】：
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本文編號：2902578