a.输入初始直线行驶车速V，若履带底盘已在转向行驶过程中，则初始直线行驶 车速V等于转向外侧履带绕卷线速度V1;输入方向盘转角a，确定理论转向半径R及相对 理论转向半径P;
[0037]b?根据输入的初始直线行驶车速V和方向盘转角a、道路阻力参数（道路阻力系 数f?和最大转向阻力系数y_)以及履带底盘结构参数（履带接地段长度U履带底盘轨距 B)，计算基于打滑条件下的各项转向参数，如转向角速度w、内侧履带绕卷速度^和理论转 向周期T;
[0038] 为了在静液压_机械驱动式履带动力底盘的转向控制中更为精确地分析其转向 过程中的运动学特性，应考虑到履带接地段的打滑条件。在考虑打滑条件后，对于给定的初 始直线行驶车速V和方向盘转角a，打滑条件下的外、内侧履带绕卷速度之比Kv、转向角速 度《和理论转向周期T的计算式如下所示：
[0048] 式中：
[0049] p--相对转向半径，P=R/B，R为理论转向半径，B是履带底盘轨距；
[0050] a:--外侧履带转向横向相对偏移量；
[0051] a2--内侧履带转向横向相对偏移量；
[0052] X--履带底盘结构参数，人=L/B;
[0053] Kv--外、内侧履带绕卷速度之比；
[0055] ?--转向角速度；
[0056] V1--外侧履带绕卷速度；
[0057] V2--内侧履带绕卷速度，V2= V^Kv;
[0058] A1--外侧履带转向横向偏移量，A1=a山/2 ;
[0059] A2--内侧履带转向横向偏移量，A2=a2L/2 ;
[0060] T= 2 3i/? (4)
[0061] ?--转向角速度；
[0062] 通过上述式1-4计算打滑条件下的外、内侧履带绕卷速度之比Kv、转向角速度《 和理论转向周期T的具体方法如下：
[0063] 首先，履带底盘结构参数A、道路阻力系数f、最大转向阻力系数为已知量， 通过式1的二元方程组可以求出外侧履带转向横向相对偏移量S1、内侧履带转向横向相对 偏移量a2;
[0064] 其次，根据式2可以求出外、内侧履带绕卷速度之比Kv，其中，相对转向半径P、外 侦带转向横向相对偏移量％、内侧履带转向横向相对偏移量a2、履带底盘结构参数A均 为已知量；
[0065] 然后，根据外侧履带转向横向偏移量A1=a山/2 ;内侧履带转向横向偏移量A2 = a2L/2;内侧履带绕卷速度V2= V1Av，可以分别求出外侧履带转向横向偏移量A1、内侧履带 转向横向偏移量A2和内侧履带绕卷速度V2;
[0066] 然后，根据式3可以求出转向角速度《，其中，外侧履带转向横向偏移量A1、内侧 履带转向横向偏移量A2、外侧履带绕卷速度V1、内侧履带绕卷速度^和履带底盘轨距B均 为已知量；
[0067] 最后，根据式4可以求出理论转向周期T。
[0068] 离散化阶段
[0069] c.离散化阶段：根据机械驱动桥响应回复时间确定离散时间段At，根据At把理 论转向周期T离散化，得到离散区间数N=T/△t。当初始直线行驶车速V和方向盘转角 a输入后，履带底盘理论转向轨迹在每一离散时间段At内理论行驶方向转角及行驶距离 由当前车辆速度和At确定；同时，根据基于打滑条件下的履带底盘转向算法计算出履带 底盘实际转向轨迹在每一离散时间段At内驱动桥拨叉作用与否两种状态下的履带底盘 的实际行驶轨迹的行驶距离和行驶方向转角；
[0070] 转向跟随阶段
[0071] d.在每一离散时间段At开始前，计算当前履带底盘行驶方向和位置与当前理论 履带底盘行驶方向和位置之间的误差，即取当前履带底盘行驶方向和位置与当前理论履带 底盘行驶方向和位置之间的差的绝对值；
[0072] e.根据判断规则，确定驱动桥拨叉作用状态；
[0073] 判断规则如下面表1所示，其中Rp为实际轨迹位置偏离区间，R0为实际轨迹方向 角度偏离区间。
[0074] 表1驱动桥拨叉作用判断规则
[0075]
[0076] 则根据表1中的内容，判断规则为：其中Rp为实际轨迹位置偏离限区间，RP的上限 为（1+2. 5%)P，下限为（1-2. 5%)P，其中P为相对转向半径（P=R/B，R为转向半径， B是履带底盘轨距）；Re为实际轨迹方向角度偏离限区间，Re的上限为实际轨迹在离散时
其中X为实际轨迹在离散时间段△t内行驶方向转角与理论轨迹在离散时间段△t内行驶 方向转角（理论轨迹在离散时间段At内行驶方向转角为360度除以离散区间数N)之差 的绝对值。
[0077] 若底盘位置大于Rp区间的上限，且行驶方向小于Re区间下限，或者底盘位置位于 Rp区间上、下限内，或者底盘位置小于Rp区间的下限，且行驶方向不大于ReS间上限，均无 拨叉作用；若底盘位置大于Rp区间的上限，且行驶方向不小于R0区间下限，或者底盘位置 小于Rp区间的下限，且行驶方向大于R0区间上限，则内侧拨叉作用。
[0078] f.更新当前实际及理论履带底盘行驶方向和位置；
[0079] g.判断输入的初始直线行驶车速V和方向盘转角a是否变化，
[0080] 如是，则本轮控制结束，如否，则跳转至步骤d。
【主权项】
1. 一种静液压-机械驱动式履带底盘离散跟随转向控制方法，其特征在于：它包括预 处理阶段、离散化阶段和转向跟随阶段，具体包括以下步骤： a. 输入初始直线行驶车速和方向盘转角； b. 根据输入的初始直线行驶车速、方向盘转角、道路阻力参数以及履带底盘结构参数， 计算基于打滑条件下的转向角速度、内侧履带绕卷速度和理论转向周期； c. 根据机械驱动桥响应回复时间确定离散时间段，根据离散时间段将理论转向周期离 散化，得到离散区间数，进而确定每一离散时间段内履带底盘理论行驶方向转角和行驶距 离及在驱动桥拨叉作用与否的两种状态下的履带底盘的实际行驶轨迹的行驶距离和行驶 方向转角； d. 在每一离散时间段开始前，计算当前履带底盘行驶方向和位置与当前理论履带底盘 行驶方向和位置之间的误差； e. 根据判断规则，确定驱动桥拨叉作用状态； 在每一离散区间内，所述判断规则如下： 若底盘位置大于实际轨迹位置偏离区间的上限，且行驶方向小于实际轨迹方向角度偏 离区间下限，或者底盘位置位于实际轨迹位置偏离区间上、下限内，或者底盘位置小于实际 轨迹位置偏离区间的下限，且行驶方向不大于实际轨迹方向角度偏离区间上限，均无拨叉 作用；若底盘位置大于实际轨迹位置偏离区间的上限，且行驶方向不小于实际轨迹方向角 度偏离区间下限，或者底盘位置小于实际轨迹位置偏离区间的下限，且行驶方向大于实际 轨迹方向角度偏离区间上限，则内侧拨叉作用； f. 更新当前实际及理论履带底盘行驶方向和位置； g. 判断输入的初始直线行驶车速和和方向盘转角是否变化，如是，则本轮控制结束，如 否，则跳转至步骤d。
【专利摘要】本发明涉及履带底盘的转向控制领域，尤其是一种静液压-机械驱动式履带底盘离散跟随转向控制方法。它包括预处理阶段、离散化阶段和转向跟随阶段。本发明有利于实现静液压-机械驱动式履带底盘的转向盘式转向电控系统，可改善静液压-机械驱动式履带底盘的转向操纵性能及安全性能，转向轨迹更接近驾驶人员意图，降低驾驶人员操作劳动强度，且成本较低，对驱动桥的磨损影响不大。
【IPC分类】B62D11/02, B62D11/00
【公开号】CN104986221
【申请号】CN201510459823
【发明人】赵建柱, 王枫辰, 朱永奇, 张筱青
【申请人】中国农业大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月30日