基于ASRCKF地面附着系数估计的分布式电动拖拉机防滑控制研究

摘要

[目的]本研究旨在对分布式电动拖拉机工作的地面附着系数进行估计，以提高拖拉机的作业稳定性。[方法]以自主研发的分布式电动拖拉机为研究对象，提出自适应平方根容积卡尔曼滤波(ASRCKF)算法对拖拉机不同工作地面附着系数进行估计，根据估计结果与地面附着系数-滑转率曲线，确定当前地面最优滑转率，设计基于饱和函数的滑模控制器，将各驱动轮滑转率控制在最优滑转率范围。为验证所设计的控制策略有效性，建立了基于Matlab/Simulink的仿真平台进行仿真分析，以自主研发的分布式电动拖拉机平台进行实车试验。[结果]试验结果表明，所提出的控制策略可以准确估计不同地面附着系数，将驱动轮滑转率控制在最优滑转率范围;在均一地面附着系数下，各车轮附着系数估计平均绝对误差分别为0.050 6、0.058 6、0.058 6、0.050 6，平均滑转率分别为0.145、0.113、0.120、0.119;在对开地面，各车轮附着系数估计平均绝对误差分别为0.061 8、0.042 1、0.053 5、0.042 4。[结论]本文所提出的ASRCKF算法可以对地面附着系数进行准确估计，设计的滑模控制可以将驱动轮滑转率控制在最优滑转率范围。

关键词

分布式电动拖拉机 / ASRCKF算法 / 附着系数 / 防滑控制

基金资助

国家重点研发计划项目(2022YFD2001202)