虚拟编队驱动的多机悬吊系统时空协同避障

来源：计算机工程与应用杂志2026年第10期北京时间：

作者：赵祥堂, 吕斌, 赵志刚, 苏程, 孟佳东

单位：1.兰州交通大学 铁道技术学院，兰州 730070；2.兰州交通大学 交通运输学院，兰州 730070；3.兰州交通大学 机电工程学院，兰州 730070；

摘要：针对吊机末端驱动型悬吊系统多机运动时空一致性缺失与复杂环境避障的双重工程难题，提出虚拟编队驱动的时空协同避障方法。构建时间-空间双维度协同模型，将吊机末端空间位置约束与时间同步约束纳入统一框架；建立领导者-跟随者架构的虚拟编队模型，提出时空并行协同策略（时间维度优化动作时序，空间维度规划编队整体避障轨迹）；设计基于稳定蜣螂优化算法（stable dung beetle optimizer，SDBO）的避障规划方案，通过反向学习、正弦-余弦策略等改进策略提升算法全局搜索能力，并且引入环境复杂度自适应切换机制增强避障方法的动态适应性。通过仿真与实体实验验证该方法可实现复杂环境下的无碰撞轨迹规划，同时保证多机运动的同步性与协调性。研究结果为力位协同避障提供了吊机末端驱动维度的技术基础。

关键词：悬吊系统,避障规划,时空协同,虚拟编队,稳定蜣螂优化（SDBO）算法,环境复杂度

基金资助：国家自然科学基金（51965032）；甘肃省自然科学基金重点项目（22JR5RA319）；甘肃省优秀博士生项目（23JRRA842）。