考虑能量消耗的电驱动履带车辆路径规划方法研究
2023-08-21谭颖琦许景懿赵明珠熊光明陈慧岩
北京理工大学学报 2023年8期
谭颖琦,许景懿,赵明珠,熊光明,陈慧岩
(1.北京理工大学 机械与车辆学院,北京 100081;2.北京工业职业技术学院,机电工程学院,北京 410001)
履带车辆是军用车辆的重要类型,通常行驶在野外环境,履带与地面之间的接触作用十分复杂.在差速转向时,内侧/低速侧履带存在滑移现象,外侧/高速侧履带存在滑转现象[1],引起的能量消耗最高可达直行状态的7 倍[2],其运动学模型和动力学模型的建立比较困难[3].如何根据履带车辆转向时存在滑移滑转特性及其能量消耗进行合理的能效优化路径规划,实现远距离静默行驶、减少燃油消耗和提高执行任务效率是履带车辆研究的重要目标[4−5].
履带车辆实际转向时,可以等效为稳态转向的情况较少,其地面参数不易准确获取,超越方程的求解也非常复杂且计算实时性较差.基于瞬时转向中心理论[6]建立考虑滑移滑转特性的履带车辆运动学模型计算效率较高,但需设计估计算法获取较高精度的瞬时转向中心参数.在路径规划中动力学模型输出结果一般有两项作用:一是将用于确定最小转向半径的约束;二是用于评估车辆滑移滑转特性的能量消耗.在履带车辆转向动力学特性研究方面,最为关键的是分析履带车辆与地面之间的力学特性,通常假定履带车辆与地面之间的摩擦力服从库仑摩擦模型,即剪切力为常数[7],而大量相关试验结果表明,履带车辆的滑动摩擦力(即剪切力)相对于滑移滑……
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