无人作业运动平台的动态稳定性分析与失稳预测

无人运动平台在复杂地形作业时面临致使倾翻失稳的危险因素,需要实时进行动态稳定性判定以及失稳预测,确保安全作业。现有失稳预测方法在抗干扰性、复杂环境适应性和超前性上存在不足。基于力角稳定裕度法,提出一种适用于无人作业运动平台的、不考虑与地面相互作用机理的稳定性分析方法,综合利用无人运动平台的结构、姿态和运动信息,得到倾翻稳定性的归一化标量表示,作为稳定性判据。针对失稳预测抗干扰能力不足、不够超前的问题,提出一种基于模糊推理的失稳预测方法。模糊推理包含基本规则集和扩展规则集,输入为稳定裕度及其变化率,输出为综合稳定性指标,经过对该指标的判定,给出预测结果。在四轮独立转向车和并联六自由度平台组成的无人运动平台上进行仿真和试验,结果表明提出的方法能实现对倾翻失稳的超前预测,并具有较强抗干扰能力。