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车辆路径偏移控制中的抗饱和算法设计 车辆运动控制中的运动学和动力学方程吊篮车在运动时，采用液压转向机构进行转向，改变运动路径。因为车辆为非定常约束系统，假设作用在车轮上的地面侧向力足够大，车轮运动时无侧滑。牵引力和轮子的滚动阻力的合力在前后桥中心fP和rP点形成两组力和力矩。当前车体和后车体之间有转向角，且液压转向机构没有进行转向的调整时，把前后车体看作刚体，根据多刚体运动学理论可知，前后车体可以看作是各自绕空间某一固定轴瞬时转动，前车体在平面OWW内转动，后车体在平面34OWW内转动。车辆在进行转向调整时，采用液压转向机构进行转向，改变运动路径，此时转向液压缸提供的转向力矩为pT，使前后车体之间存在相对的运动。因此，吊篮车的运动可以看作是前后车体绕空间某瞬轴的刚体运动和转向液压机构内部转向力矩引起的运动的合成。忽略驱动力传递的损耗和液压转向驱动装置的损耗，在吊篮车的运动中，前后车体的牵引力kfF、krF以及前后车体之间的液压转向机构提供的转向力矩pT形成了车辆的外部输入
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。前车体纵轴与后车体纵轴夹角为，车辆通过非对称障碍时，车辆的前后桥之间产生纵向的侧倾角，当车辆转向机构没有进行转向调整时，前后车体的瞬心fO和rO在各自轮轴延长线上，前后车体质量为m和m，前后车体长度为L和L，前后车体质心在车体的纵轴上的垂直投影点为f和r，其中fffMOP，rrrNOP，后车体的侧偏角为，后车体后桥中点的速度为rv，沿后车体纵轴方向，前车体绕空间某定轴的转动角速度为M，后车体绕空间某定轴的转动角速度为N。 根据车辆运动时的几何关系，车辆在运动时，转向液压机构不进行转向调整时，根据动量矩定理。根据吊篮车的结构设计，前后车体的质心在车体上投影f和r到前后桥中心点fP和rP距离远小于到瞬心距离。则前后车体的铰接点O加速度为：前后车体fP点和rP点加速度为：可得前后车体fP点和rP点角加速度和加速度：是前后车体的净牵引力（即前后车体牵引力减去阻力），净牵引力使车辆产生运动加速度，会使车辆相对于稳态运动产生加速或减速。当吊篮车的转向机构工作时，铰接点O运动到新的位置'O点，此时前车体的前桥中心fP点运动到'fP点，后车体的后桥中心rP点运动到'rP点，前车体的转向角为M，后车体的转向角为N。设铰接点不运动，则只有前后车体转向，前桥中心fP点运动到'fP点，后桥中心rP点运动到'rP点。则根据转向运动的几何关系可知，两种情况下的转向角是相等的。 因此可求得液压转向机构转向时，引起的前车体转向角加速度为：液压转向机构转向引起的后车体转向角加速度为： 其中OpTTT为液压转向系统输出的净转向力矩，T为转向阻力矩，可通过公式求得，和分别为前后车体质心到前后桥距离。可得前后车体夹角的角加速度为. 吊篮车在净驱动力和净转向力矩作用下的动力学方程。吊篮车在运动时，任意时刻的位置和姿态可以通过后桥中点rP的坐标，后车体的姿态角以及前车体相对后车体的横摆角和侧倾角描述。吊篮车路径偏移控制主要关注车辆的实际运动轨迹相对于理想运动轨迹的偏差，当车辆运动区域内的地形没有很大的垂直落差、地势起伏较小时，在车辆路径偏移控制中只需考虑后车体在平面内的位置坐标，后车体的横摆角rr，前后车体之间的转向角，因此，在车辆路径偏移控制中，可以把车辆的运动投影到水平面内进行运动学建模。设吊篮车在运动时，后桥中点rP点的坐标为（x,y)，后车体与惯性轴Ix轴的夹角为r，前后车体转向夹角为，前车体与惯性轴Ix的夹角为f，后桥中点fP点的坐标。
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