[发明专利]一种用于振动压路机运动路径的调节方法及控制系统

权利要求书

1.一种用于振动压路机运动路径的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、规划跟踪直线的轨迹；

步骤2、确定振动压路机与跟踪直线的轨迹之间的跟踪误差

其中：(x，y)表示振动压路机振动钢轮中心的实际距离位置坐标，θ表示振动钢轮的实际航向角度，(x_d，y_d)表示跟踪直线轨迹上对应振动钢轮中心当前坐标的振动钢轮中心期望坐标，θ_d表示振动钢轮的期望航向角度，表示转角误差，

并根据所述跟踪误差计算出期望车身转角变化量

其中，k_s表示调节系数，e_θ表示航向误差，e_l表示横向误差，l表示预瞄距离，与e_l一一对应；

步骤3、计算期望车身转角变化量和车身实时角度变化量的角度偏差通过转向系统调节振动压路机车身的转角。

2.根据权利要求1所述的一种用于振动压路机运动路径的调节方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2.1、构建振动压路机整体运动模型

其中v为振动钢轮的速度，ω为振动钢轮的航向角速度，表示车身转角，l表示振动钢轮或驱动车体中心到交接点的距离，θ表示振动钢轮的航向，(x.y)表示振动钢轮中心的坐标；

步骤2.2、根据振动钢轮中心当前位置坐标与跟踪直线的轨迹上振动钢轮中心对应期望点坐标计算出横向误差e_l；

步骤2.3：根据横向误差e_l以及相应速度下所对应的预瞄距离l获得振动压路机所需航向,将振动压路机当前航向与振动压路机所需航向进行比较，得到航向误差e_θ；

步骤2.4：根据航向误差e_θ计算出期望车身转角变化量

3.根据权利要求2所述的一种用于振动压路机运动路径的调节方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1、构建转向系统的数学模型，并确定转向系统的传递函数

其中，为车身转角与油缸输出位移之间的比例因子，ω_h为液压动力转向系统的固有频率，s为拉普拉斯变量；δ_s为系统阻尼系数，K_q为比例调速阀的流量增益，I为比例调速阀电磁铁输入控制电流，C_tp为等效液压油缸总泄漏系数，V_e为等效液压油缸腔体总容积，E为油液体积弹性模量，A_p为等效液压油缸的作用面积；

步骤3.2、通过计算角度偏差

步骤3.3、转向系统控制振动压路机车身转角的调节，达到期望的车身输出转角；

步骤3.4、车身输出转角经过振动压路机整体运动模型，调整振动压路机的行驶航向与位置坐标。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于振动压路机运动路径的调节方法，其特征在于：步骤3中转向系统的控制方式包括模糊PID控制；

在所述模糊PID控制中根据角度偏差的变化率以及驾驶员的操作经验，制定对比例调节参数调整量Δk_p、积分调节参数调整量Δk_i以及微分调节参数调整量Δk_d的模糊控制规则。

5.根据权利要求1所述的一种用于振动压路机运动路径的调节方法，其特征在于：振动压路机的行驶速度采用PID算法进行控制。

6.一种用于振动压路机运动的控制系统，其特征在于：包括用于调节振动压路机车身转向方向的转向系统；

所述转向系统包括：

定位组件，设置于振动压路机主体上用于检测振动钢轮中心当前的位置；

定向组件，设置于所述振动压路机主体上，用于检测振动压路机当前的航向；

角度编码器，设置于所述振动压路机主体上，用于实时检测振动压路机车身角度的变化量；

转向控制器，与所述定位组件、所述定向组件及所述角度编码器电连接，用于接收并处理所述定位组件、所述定向组件及所述角度编码器发出的电信号，并调节振动压路机车身转角。