露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制研究

露天矿无人驾驶自卸车面临道路等级低且坡道弯道多、车辆载质量大且变化范围宽等恶劣运输工况,现有车辆运动控制策略多面向普通道路环境,无法直接将现有车辆控制策略应用于矿山自卸车。针对上述问题,提出了一种基于预瞄误差与分层反馈的露天矿无人驾驶自卸车横-纵向协同控制系统。横向控制以线性二次型调节器(LQR)为基础,运用前馈控制器降低稳态误差,采用模糊控制器实现自适应调整预瞄距离,以提高路径跟踪控制精度;纵向控制建立分层反馈式纵向速度控制器,分别采用模型预测控制和模糊PID反馈控制,并建立车辆驱动及制动逆向模型,降低自卸车载质量与道路坡度改变对纵向速度追踪的影响。仿真结果表明:(1)车辆实际速度和期望速度误差在2%以内,说明自卸车在空载下坡与满载上坡2种工况下的速度跟踪效果能够满足要求。(2)由于横-纵向协同控制能够针对路径曲率的不同实时调节车辆速度,在2种工况下,自卸车横-纵向协同控制器相比于单一横向控制都获得了更高的路径跟踪精度,同时也提高了自卸车的操纵稳定性。实验结果表明:(1)空载下坡时的横向误差峰值为0.0199 m,方向误差峰值为0.1840 rad,误差增大均发生在弯道处,但误差波动范围较小,能够保证试验车对期望路径的跟踪。(2)负载上坡时的横向误差峰值为0.0168 m,方向误差峰值为0.0714 rad,误差变化趋势与空载下坡试验相反,但误差仍在合理范围内,试验车的跟踪效果良好。(3)2个误差峰值均小于空载下坡试验,验证了不同速度对横向控制精度的影响规律。

露天矿电动轮自卸车储能系统大功率变换器的研究

能量变换器是露天矿电动轮自卸车储能系统的核心,现有变换器无法全面满足矿车储能要求。根据矿车实际工况对变换器进行选型设计和参数计算,并设计储能系统控制策略,实现储能系统在矿车加减速过程中直流母线电压大幅变化要求,以及储能电源充放电深度控制要求。

别拉斯320吨露天矿用自卸车介绍

本文阐述了白俄罗斯汽车制造厂在露天矿用自卸车设计领域的最新研制工作。较详细地介绍了别拉斯－75600320吨超大型自卸车的结构特点和运行性能。

基于预瞄和模糊规则的露天矿山运输车速度跟踪方法研究

露天煤矿矿用自卸车全流程作业是将煤或石块从坑底装运到表土卸载。在这一过程中,由于非结构化道路存在大大小小的上下坡和坑洼,满载车辆容易在上下坡过程中因速度控制不稳而出现掉块现象,其后车若将掉块识别成障碍物将同样会出现因停车而掉块的现象,从而形成恶性循环,极大降低车辆作业效率。现有的“前馈+PI控制”方法不能解决此问题。对此,本文基于道路预瞄和模糊规则表提出一种露天矿山运输车辆在非结构化道路上的速度跟踪方法。其首先由上层控制器根据“轨迹预瞄+模糊规则表”的工况调整方法计算得到期望加速度;然后由下层控制器采用动态标定表方法,在考虑执行器延时的基础上计算车辆的油门开度及电制动百分比,实现车辆在非结构化道路上对期望速度的稳定跟踪。实车测试结果表明,基于道路预瞄和规则表的速度跟踪控制方法极大改善了矿用运输车辆因道路条件恶劣出现的频繁工况切换甚至掉块问题,作业效率较原有方法提升约30%,其在稳定性和适应性上的优势为矿用自卸车的节能运行奠定了基础。