[发明专利]多点独立轮边驱动矿用车辆防滑横摆转矩控制方法及设备

权利要求书

1.一种多点独立轮边驱动矿用车辆防滑横摆转矩控制方法，其特征在于，包括：

根据多点独立轮边驱动矿用车辆的动力学模型,建立对应车辆二自由度模型；

根据所述二自由度模型确定车辆安全行驶时横摆角速度与质心侧偏角的理想值范围；

利用所述动力学模型的车轮动力学参数确定驱动轮与路面之间的附着特性，通过滑模控制追踪质心侧偏角与横摆角速度的理想值范围，确定最佳车辆质心侧偏角与横摆角速度，并根据最佳车辆质心侧偏角与横摆角速度确定车辆横摆力矩。

2.根据权利要求1所述的多点独立轮边驱动矿用车辆防滑横摆转矩控制方法，其特征在于，在根据所述二自由度模型确定车辆安全行驶时横摆角速度的理想值范围的步骤中，包括：

在车辆转向过程中，取车辆在两个不同运动状态下对应的车速，基于对应车速时的车轮位置建立车轮坐标系，将两个不同运动状态下对应的车速在车轮坐标系内进行分解；

基于两个不同运动状态下对应的车速在车轮坐标系内的分解值，确定车辆沿车轮坐标系的X轴和Y轴方向的速度变化；

根据车辆沿车轮坐标系的X轴和Y轴方向的速度变化，确定车辆质心加速度在车轮坐标系的X轴和Y轴方向的分量与车辆横摆角速度之间的关系。

3.根据权利要求2所述的多点独立轮边驱动矿用车辆防滑横摆转矩控制方法，其特征在于，车辆在两种不同运动状态t和t+Δt，对应车速为v和v+Δv，将车辆速度v在轮胎坐标系oxy坐标系中进行分解，在oy轴上的分量为p在ox轴上的分量为q，则沿着ox轴速度变化为：

(q+Δq)cosΔθ-q-(p+Δp)sinΔθ＝Δq-pΔθ (1)

到车辆质心加速度在ox轴和oy轴上的分量为：

a_x＝q′-pω (2)

a_y＝p′+qω (3)

其中ω为车辆横摆角速度。

4.根据权利要求1所述的多点独立轮边驱动矿用车辆防滑横摆转矩控制方法，其特征在于，基于二自由度模型，确定车辆在y轴方向的合力和横摆力矩，分别表示为：

F_y＝F_y1cosα+F_y2 (4)

M＝aF_y1cosα-bF_y2 (5)

其中，F_y1和F_y2为车轮与地面之间的侧偏力，α为车前轮转角，a为前轴到质心的距离，b为后轴到质心的距离；

车辆运行时，公式(4)和公式(5)改写为：

F_y＝t₁β₁+t₂β₂ (6)

M＝at₁β₁-bt₂β₂ (7)

其中，β₁，β₂为前后轮侧偏角；t₁、t₂为前后轮侧偏刚度；

则有：

m(p′+qω)＝F_y1+F_y2 (8)

车辆的质心侧偏角为η，q₁与ox的夹角为ξ：

求解前后轮的侧偏角为：

可得：

公式(6)和公式(7)表示为：