林用六輪擺臂底盤轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性分析與控制策略

程鈺晶， 王 典， 劉晉浩， 黃青青

(北京林業(yè)大學(xué)林業(yè)與環(huán)境特種裝備研究中心，北京100083)

為了提高我國林區(qū)的機(jī)械化水平，改善林區(qū)機(jī)械作業(yè)條件，開發(fā)適用于林區(qū)的機(jī)械作業(yè)底盤是極其必要的[1-4]。林用六輪擺臂底盤可針對崎嶇不平的林區(qū)地形環(huán)境進(jìn)行主動(dòng)越障以及轉(zhuǎn)向調(diào)平。為提高六輪擺臂底盤在林間斜坡路面進(jìn)行轉(zhuǎn)向作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性，找到適用于林用底盤的穩(wěn)定度理論并開發(fā)適合的控制策略具有非常重要的意義[5-6]。朱清源通過互補(bǔ)濾波算法，測量穩(wěn)態(tài)邊緣角并作為側(cè)翻穩(wěn)定性的判斷指標(biāo)[7]。Mian Ashfaq Ali 等通過側(cè)向加速度和測量側(cè)傾角的信息，使用潛在的場函數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定性指標(biāo)判斷[8]。李學(xué)飛等通過二級(jí)穩(wěn)定度理論確定輪式裝載機(jī)的側(cè)翻穩(wěn)定性并通過模糊神經(jīng)理論進(jìn)行控制調(diào)平[9-11]。歐陽益斌等[12]通過縱向穩(wěn)定性以及縱向滑移角等來判斷撫育機(jī)履帶底盤穩(wěn)定性。田海波等[13-14]將動(dòng)態(tài)能量穩(wěn)定邊界法與穩(wěn)定錐方法相結(jié)合得到了動(dòng)態(tài)能量穩(wěn)定錐方法，并對一種具備6種構(gòu)型的機(jī)器人進(jìn)行了穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。肖藩通過模糊PID控制方法對三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)平控制并驗(yàn)證模糊PID-Smith預(yù)估器具有良好的調(diào)平控制效果[15]。吉林大學(xué)王忠山針對山地拖拉機(jī)設(shè)計(jì)了一款實(shí)現(xiàn)車身姿態(tài)自調(diào)整的調(diào)平液壓系統(tǒng)，通過調(diào)平液壓缸內(nèi)流量、壓力，液壓缸活塞桿位移、速度等曲線，得知橫坡傾角≤15°工況下車身調(diào)平液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性能夠滿足工作要求[16]。……