礦用鉸接式車(chē)輛路徑跟蹤控制研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

白國(guó)星，羅維東，劉 立，孟 宇，顧 青，李凱倫

北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，北京 100083

?通信作者，E-mail: myu@ustb.edu.cn

采礦作業(yè)環(huán)境惡劣，自動(dòng)化已經(jīng)成為世界礦業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)，礦用車(chē)輛的自主行駛是采礦自動(dòng)化的重要研究方向. 在礦用車(chē)輛中，鉸接式車(chē)輛（可簡(jiǎn)稱(chēng)為鉸接車(chē)）采用前后車(chē)體折腰的形式完成轉(zhuǎn)向. 因此鉸接式車(chē)輛具有較為特殊的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性，其路徑跟蹤控制也成為了礦用車(chē)輛自主行駛的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn). 2005 年Dragt 等對(duì)鉸接式鏟運(yùn)機(jī)的自動(dòng)化進(jìn)行了綜述，回顧了鉸接式車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、路徑跟蹤控制方法等路徑跟蹤控制關(guān)鍵研究點(diǎn)的研究進(jìn)展[1]. 而在最近的十五年中，鉸接式車(chē)輛的路徑跟蹤控制研究又有了一些新的發(fā)展動(dòng)態(tài).

在數(shù)學(xué)建模方面，由于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型日益難以滿(mǎn)足鉸接式車(chē)輛路徑跟蹤控制的需求，所以研究者們逐漸將注意力集中到了動(dòng)力學(xué)模型的研究.路徑跟蹤控制方法也迎來(lái)了發(fā)展的高潮，研究者們基于不同的控制方法提出了多種高性能的路徑跟蹤控制器. 基于上述發(fā)展趨勢(shì)，從鉸接式車(chē)輛數(shù)學(xué)模型和鉸接式車(chē)輛路徑跟蹤控制方法兩個(gè)方面，闡述了礦用鉸接式車(chē)輛路徑跟蹤控制研究的現(xiàn)狀和進(jìn)展. 在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了不同數(shù)學(xué)模型和控制方法對(duì)路徑跟蹤控制性能的影響，提出了進(jìn)一步提高路徑跟蹤控制精確性和安全性的研究思路，以圖為礦用鉸接式車(chē)輛的路徑跟蹤控制提供技術(shù)參考.

1 鉸接……

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