考虑车间铰接力的虚拟轨道列车循迹控制研究

摘要

围绕一种新型城市道路交通运输系统——虚拟轨道列车，以三车体六轴双铰接车辆为例，针对长大型车辆动力学性能提高的问题，综合考虑车间铰接力、车辆行驶偏差及横向稳定性，提出了一种车辆循迹控制方法.首先，使用模型预测控制（MPC）理论确定车轴A₁、A₄和A₆转向角，根据单点预瞄原理确定车轴A₂转向角，基于扩展阿克曼转向原理确定车轴A₃和A₅转向角，实现车辆各轴协同转向和循迹运行.其次，结合车间运动约束关系，考虑速度条件和纵向铰接力优化，基于纵向铰接力闭环补偿PID确立各车轮驱动力矩，实现车辆纵向速度跟踪.最后，基于TruckSim/Simulink联合仿真，研究双移线和复合曲线工况下车辆动力学特性，结果表明：该控制方法不仅实现了良好的车辆循迹精度和横向稳定，还能显著减小车间铰接力，有效提高了长大型车辆动力学性能.

关键词

虚拟轨道列车 / 车间铰接力 / 循迹控制 / 模型预测控制 / 协同转向 / 全轮驱动

基金资助

国家重点研发计划(2018YFB101603-06); 四川省科技计划项目(2024NSFSC0439,2020JDRC0008)