Control Integrado de un Vehículo Híbrido de Rueda y Oruga Basado en Control Predictivo Adaptativo
Autores: Li, Boyuan; Pan, Zheng; Liu, Junhua; Zhou, Shiyu; Liu, Shaoxun; Chen, Shouyuan; Wang, Rongrong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control Integrado de un Vehículo Híbrido de Rueda y Oruga Basado en Control Predictivo Adaptativo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Sistemas híbridos de ruedas y vías
Diseño de controladores
Control dinámico lateral
Control predictivo adaptativo
Estabilidad del vehículo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas híbridos de ruedas y orugas han encontrado aplicaciones extensas debido a las ventajas de una combinación de ruedas y orugas. Sin embargo, la influencia de acoplamiento entre los mecanismos de ruedas y orugas plantea un desafío para el diseño e implementación de controladores estables y eficientes. Este artículo se centra en el control dinámico lateral de un vehículo en escenarios donde tanto las orugas como las ruedas están en contacto con el suelo. Primero se establece un modelo dinámico de un vehículo basado en el modelo de cepillo de neumático y el modelo general de oruga linealizado. Basado en el modelo dinámico, se diseña un nuevo método de control predictivo adaptativo (AMPC) considerando el acoplamiento y la no linealidad de las ruedas y orugas para regular simultáneamente ambos mecanismos. En comparación con los enfoques tradicionales de control predictivo, el controlador AMPC toma el ángulo de deslizamiento lateral y la relación de deslizamiento como restricciones para evitar que el vehículo alcance estados inestables. Se realizan simulaciones para validar la efectividad del controlador, y los resultados indican que el controlador tiene la capacidad de optimizar la respuesta del ángulo de guiñada del objetivo mientras mantiene la estabilidad lateral del vehículo y previene el deslizamiento al imponer restricciones.
Descripción
Los sistemas híbridos de ruedas y orugas han encontrado aplicaciones extensas debido a las ventajas de una combinación de ruedas y orugas. Sin embargo, la influencia de acoplamiento entre los mecanismos de ruedas y orugas plantea un desafío para el diseño e implementación de controladores estables y eficientes. Este artículo se centra en el control dinámico lateral de un vehículo en escenarios donde tanto las orugas como las ruedas están en contacto con el suelo. Primero se establece un modelo dinámico de un vehículo basado en el modelo de cepillo de neumático y el modelo general de oruga linealizado. Basado en el modelo dinámico, se diseña un nuevo método de control predictivo adaptativo (AMPC) considerando el acoplamiento y la no linealidad de las ruedas y orugas para regular simultáneamente ambos mecanismos. En comparación con los enfoques tradicionales de control predictivo, el controlador AMPC toma el ángulo de deslizamiento lateral y la relación de deslizamiento como restricciones para evitar que el vehículo alcance estados inestables. Se realizan simulaciones para validar la efectividad del controlador, y los resultados indican que el controlador tiene la capacidad de optimizar la respuesta del ángulo de guiñada del objetivo mientras mantiene la estabilidad lateral del vehículo y previene el deslizamiento al imponer restricciones.