刘璇 王子航† 张桐瑞 陈浩 冀海东

(1.河北工业大学 机械工程系，天津 300401 2.机科发展科技股份有限公司，北京 100044)

港口重载自动导引运输车(下文简称港口AGV)具有载重量大、重心高、转向桥载荷大的特征。与其他重载AGV相比，由于面临港口恶劣天气环境的影响，更容易出现路面附着系数低的情况，在转弯工况时所受的横向力经常接近极限或达到饱和状态，使AGV动力学特性发生明显改变，严重时可能会出现过度侧滑、侧翻、偏离轨迹等危险[1]。

国内外各学者已经对电动车辆横向稳定控制技术进行了大量的研究及开发，直接横摆力矩控制被广泛地应用在车辆的横向稳定控制。Sumiya 等[2]提出一种基于转向范围扩展的控制。Chen等[3]基于KKT思想和自适应算法，优化驱动电机效率函数，提升了车辆的续航能力。Wang 等[4]在反馈控制中增加一个额外控制项，以限制状态空间原点附近的闭环跟踪误差。Huang 等[5]基于单点预瞄驱动模型提出了一种基于滑模变结构控制理论的直接横摆力矩控制算法。廖自力等[6]在分层控制器建立中通过设计预分配、驱动防滑控制和补偿分配方案对控制器进行了优化。

上述控制方法在普通的车辆行驶工况下取得了较好的控制效果，但并不能在重载以及低附着度情况下保证整体优化性能。为了克服重载的大惯性与港口AGV高响应控制速度的矛盾，以及满足环境多变下的AGV环境适应性的需求。本研究搭建了基于分层控制结构的横向稳定优化控制系统，其中上层控制器基于模型预测控制(MPC)算法进行MPC控制器设计；……