王曉麗 孫曉莉 王谞衡

摘要：自適應(yīng)魯棒控制算法一直是非線性控制領(lǐng)域研究的熱門課題。對于履帶控制，正好是一個多輸入多輸出、非線性的系統(tǒng)，符合自適應(yīng)魯棒控制算法的設(shè)計思想，本篇論文以履帶車行走控制為研究對象，對已建好的履帶車樣機(jī)為控制對象，使用MATLAB/Simulink仿真軟件，對自適應(yīng)魯棒控制算法進(jìn)行建模，設(shè)計出合適的控制律，從而驅(qū)動履帶車行走的實際狀態(tài)，最終得到履帶車行走控制，快速且平穩(wěn)的到達(dá)期望的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：自適應(yīng)魯棒控制算法;非線性系統(tǒng);自適應(yīng)控制;履帶車;Matlab/Simulink

0? 引言

履帶車的運動較復(fù)雜，本文以自適應(yīng)魯棒控制算法為研究基礎(chǔ)，設(shè)計履帶車自適應(yīng)控制系統(tǒng)，以履帶車行走三種工況為例展開研究。三種運動工況分別是：蛇形運動、圓周運動、八字形運動。其中蛇形運動情況最為復(fù)雜[1]。結(jié)合對于履帶車控制律的設(shè)計，以這三種運動工況為例，對設(shè)計好的自適應(yīng)控制器進(jìn)行模擬仿真。

1? 建立履帶車樣機(jī)仿真模型

履帶車樣機(jī)測試模型如圖1所示。

2? 三種工況下仿真實驗分析

根據(jù)以上對于履帶車控制律的設(shè)計，對蛇形、圓周、八字形運動三種運動工況為例，對自適應(yīng)控制器進(jìn)行模擬仿真分析[2]。

2.1 蛇形運動

蛇形運動履帶線速度角速度分別為：

使用Matlab軟件中的Simulink對蛇形運動進(jìn)行模擬仿真，可以得到圖2結(jié)果。

2.2 圓周運動

圓周運動履帶線速度角速度分別為vr和ωr，利用Matlab軟件中的Simulink，對圓周運動進(jìn)行模擬仿真，得到圖3波形。

2.3 八字型運動

八字型運動履帶線速度角速度分別為：

繼續(xù)使用Matlab軟件中的Simulink建立八字型運動的仿真模型，可以得到圖4結(jié)果。

3? 履帶行走裝置虛擬樣機(jī)仿真

3.1 履帶行走裝置的運動學(xué)模型

對于履帶車的控制結(jié)合履帶車運動學(xué)分析，可知履帶車左、右輪角速度與線速度的關(guān)系為：

其中ωl、ωr分別為履帶車左、右輪角速度。

由式（3）履帶車左、右輪角速度與線速度之間的關(guān)系，假設(shè)履帶車質(zhì)心的速度為v0，角速度為ω0，則有如下關(guān)系的關(guān)系：

通過式（4）能夠得出履帶車左右驅(qū)動輪電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速：

3.2 仿真結(jié)果

連接Matlab軟件中的Simulink，仿真結(jié)果如圖5所示。

由圖5可見履帶車的行駛速度能夠迅速接近假設(shè)路徑。仿真結(jié)果在預(yù)計范圍之內(nèi)，誤差也在允許范圍內(nèi)，從而可知得出該控制方法有效，具有可行性。

4? 結(jié)論

通過自適應(yīng)魯棒控制算法的研究，采用此方法所設(shè)計的控制律作用在履帶車控制系統(tǒng)中，具有穩(wěn)定性。故通過此方法，將會有效提高履帶行走裝置的自適應(yīng)行走效率和控制精度，大大提高智能履帶的實際應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳紅云.幾類非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)Backstepping模糊控制研究[D].導(dǎo)師：李俊民.西安電子科技大學(xué)，2014.

[2]李超群，陳瀾.基于Backstepping的帶推力矢量飛艇姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，02：9-12.

[3]王傳安，王再興.大坡度履帶臺車重心對車輛性能的影響研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017（02）：16-17.