[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

说明书

本发明提出一种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，该方法根据电动车辆的动力学模型建立车辆二自由度模型，根据二自由度模型得到横摆角速度与质心侧偏角的理想值范围，利用车轮驱动转矩和转速在内的车轮动力学参数来表达车轮与路面之间的附着特性，采用滑模控制来追踪车辆理想质心侧偏角与横摆角速度区间，得到车辆所需要的横摆力矩。通过本发明，能够抑制车辆过渡/不足转向的趋势，使得极限工况下车辆的操纵稳定性得到提高。

技术领域

本发明涉及深度学习技术领域，尤其涉及一种多点独立轮边驱动矿用车辆防滑横摆转矩控制方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

近几年，我国社会经济在迅速发展，科技在日益进步。在我国煤矿行业中煤矿和矿工从采区到工作面上都需要使用胶轮车，但是以往的胶轮车由于设施和零件比较落后，已无法适应当前我国煤矿生产的需求。在这种情况下，人们积极研发新型的胶轮车，便出现了无轨胶轮车。在我国煤矿中使用无轨胶轮车，不仅影响矿井辅助运输的设备，而且影响矿井辅助运输的设备配套。就整体来看，研究我国煤矿无轨胶轮车的现状及发展方向具有现实意义。就现阶段来讲，无轨胶轮车广泛应用在大中型的煤矿中，将副井井筒作为斜井，将辅助运输大巷道设置在煤层中，一般巷道的坡度都是相当小的，该类型的煤矿应用无轨胶轮车，具有显著的效果，不管是材料还是人员，都可以从多个巷道直接到达采掘工作面。由于国外主要企业矿用车相关技术的封锁，我国矿用车汽车仍与国外企业有着较大的差距，就技术趋势而言，我国矿用车技术的发展趋势将会呈现出电动化、安全化、排气处理技术优先化、无人化、智能化、大型化、人性化。

采矿行业中，无论是对材料、人以及无聊的运输一直是整个过程中非常危险的工作，尤其是在人车交互的过程中一直是事故伤亡高发段，所以为了降低事故伤亡，矿方对少人甚至无人化作业的需求在不断增长。防滑控制作为智能无人车控制方法的基础组成部分，在整个车辆控制中的重要程度不言而喻。无论是有人、少人或者无人的车辆运行中，都离不开车辆频繁的启停、刹车以及转弯，在此类过程中车辆运行的稳定性尤为重要，矿用多点独立轮边驱动矿用车辆分别将驱动电机安装到车辆车轮上，可以对前后驱动轮进行独立的控制，并且直接给车轮提供驱动转矩，在一定程度上简化了车辆的布置结构，传动效率较传统车辆有很大幅度的提升，在煤矿生产运输中具有非常好的发展前景。但是煤矿巷道环境复杂纵横交错，在行驶过程中需要不停的进行转弯加减速等操作，为了保证在上诉情况下车辆安全稳定的行驶，需要对驱动转矩进行一个合理的分配。

发明内容

本发明提供一种多点独立轮边驱动矿用车辆防滑横摆转矩控制方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在提高极限工况下车辆的操纵稳定性。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种多点独立轮边驱动矿用车辆防滑横摆转矩控制方法，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。

其中，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。