面向液压轮内电动机驱动移动系统的鲁棒传感器受限控制及安全输入输出约束
系统与控制
2025-08-26 v4 系统与控制
摘要
轮内驱动 (IWD) 系统通过使每个轮子独立工作，提高了车辆的响应性、驱动力和维护效率。本文提出一种新颖的鲁棒扭矩观测阀控控制 (RTOVC) 框架，解决液压 IWD 系统中速度跟踪问题，这些系统驱动重型轮式移动机器人 (HWMR)，面临轮胎打滑、传感器受限、粗糙地形和建模不确定性等挑战。为克服基于传感器的闭环扭矩/压力控制系统，本文提出一种基于自适应屏障Lyapunov函数 (BLF) 的鲁棒观测网络，用于估算跟踪速度参考所需的轮内电动机扭矩。随后采用另一种自适应BLF控制阀信号，以调节液压 fluid 以为每个 IWD 产生估算扭矩。RTOVC策略通过约束 HWMR 中每个液压 IWD 的阀控信号、实际速度、速度跟踪误差和扭矩，确保用户定义的安全性。尽管存在安全约束、外部扰动和建模不确定性，RTOVC应用于液压 IWD 机制在 HWMR 中具有鲁棒性和统一指数稳定性。通过对6500公斤的 HWMR进行实验验证，该机器人由四个独立 IWD 驱动，施加强烈扰动和安全约束，验证了RTOVC的性能。
引用
@article{arxiv.2409.11823,
title = {Robust Sensor-Limited Control with Safe Input-Output Constraints for Hydraulic In-Wheel Motor Drive Mobility Systems},
author = {Mehdi Heydari Shahna and Pauli Mustalahti and Jouni Mattila},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.11823},
year = {2025}
}