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月球车轨迹跟踪协调控制

包春晶  
【摘要】: 月球车是月球探测工程的重要组成部分,也是实现月球探测目标不可缺少的重要媒介。月球车已经成为国内外行星探测机构研究的一个热点,为此许多国家都在积极开发月球探测车的关键技术。 本文首先运用ADAMS和MATLAB联合仿真,在几种工况下通过对摇臂-转向架式月球车的控制,达到对其轨迹的跟踪。 因为月球车系统比较复杂,各部件的有关性能参数难以确定,如机械传动机构的刚度、阻尼、纵向运动惯量等机械性能参数都不便于测定,因此难以建立精确的数学模型,系统辨识是最好的建立模型的手段。为了了解月球车驱动系统的动态特性,采用伪随机序列作为输入信号并利用最小二乘法对系统进行辩识,通过对驱动系统的辨识,得出了近似的驱动系统数学模型;建立了月球车目标跟踪状态空间模型,以车辆速度偏差Δv、侧向偏差e_d和方位偏差e_θ作为系统状态变量,控制信号Δu作为系统输入,在此基础上设计了线性二次型最优控制器。实验证明,控制器仿真和试验结果表明本文设计的控制器达到了设计目标。


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