铰接轮式装载机的模型预测轨迹跟踪研究

来源：计算机集成制造系统杂志2025年第5期北京时间：

作者：何心, 徐武彬, 李冰, 顾同成, 惠翔禹

单位：1.广西科技大学机械与汽车工程学院2.广西土方机械协同创新中心

摘要：铰接轮式装载机传统模型预测控制算法无法实现前进、倒车切换行驶,无法提前预测转弯,影响控制效果。为此,提出基于期望路径预瞄与模型切换的轨迹跟踪算法,研究该算法对轨迹跟踪精度与转向电机使用的影响。首先,采用路径预瞄算法对转向电机提前控制,减小过调问题。其次,通过在控制预测模型中引入倒车机制,实现模型切换,达到连续控制前进、倒车行驶的目的。在小型装载机试验台上开展实验,结果表明:合适的预瞄距离与无预瞄相对应的控制相比,轨迹跟踪控制精度基本稳定在0.05 m以内,跟踪精度得到了提高,转向电机平均转速降低6.42%;采用模型倒车机制切换的控制实现前进、倒车连续运行,轨迹跟踪控制精度稳定在0.1 m以内。

关键词：铰接轮式装载机,轨迹跟踪,模型预测控制,动力学模型

基金资助：柳州市科技计划资助项目(2022AAB0101);广西科技计划资助项目(桂科AD22080042);广西科技重大专项资助项目(桂科AA22068064)。