三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法技术

本发明专利技术公开了一种三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，利用三轮独立驱动电动叉车的理想横摆角速度和质心侧偏角计算模型，计算获得三轮独立驱动电动叉车的理想横摆角速度和理想质心侧偏角；根据叉车行驶过程中的真实横摆角速度与理想横摆角速度之间的差值，以及真实质心侧偏角与理想质心侧偏角之间的差值，利用遗传算法配合叉车六自由度模型计算获得前后轴分配系数和左右轴分配系数；根据总驱动力矩、前后轴分配系数和左右轴分配系数计算获得三个车轮的驱动力矩，本发明专利技术方法使叉车的横摆角速度和质心侧偏角接近理想值，从而使三轮独立驱动电动叉车有更好的稳定性和灵活性。

Hybrid Optimal Distribution Control Method for Torque of Three-wheeled Independent Drive Electric Forklift Truck

The invention discloses a hybrid optimal allocation control method for the torque of a three-wheel independent drive electric forklift. The ideal yaw angular velocity and the ideal yaw angle of the three-wheel independent drive electric forklift are calculated by using the ideal yaw angular velocity and the calculation model of the center of mass sideslip angle of the three-wheel independent drive electric forklift. The ideal yaw angular velocity and the ideal center of mass sideslip angle of the three-wheel independent drive electric forklift are obtained according to the real yaw angular velocity and the ideal The difference of angular velocity and the difference between the true sideslip angle of the center of mass and the ideal sideslip angle of the center of mass are calculated by genetic algorithm and the six-degree-of-freedom model of forklift truck to obtain the distribution coefficient of the front and rear axles and the distribution coefficient of the left and right axles. The driving moment of three wheels is calculated according to the total driving moment, the distribution coefficient of the front and rear axles and the distribution coefficient of the left and right axles. The method of the present invention enables the forklift truck to Angular velocity and sideslip angle of center of mass are close to the ideal value, so that the three-wheel independent drive electric forklift has better stability and flexibility.

【技术实现步骤摘要】
三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法
本专利技术涉及安全辅助驾驶及智能控制领域，尤其涉及一种三轮独立驱动电动叉车稳定性控制方法。
技术介绍
四轮独立驱动电动汽车是当前国内外纯电动车领域的研究热点。四轮独立驱动电动汽车的四个驱动轮转矩可以随意分配，其控制灵活，可以通过对四个驱动轮转矩的分配实现电动叉车的稳定性控制，是车辆稳定性控制的新思路。叉车是物流业仓库中的重要装备，传统的叉车能源消耗大、环境污染严重、稳定性差；为此，三轮独立驱动电动叉车受到推崇。由于结构和工作环境的不同，现有技术中的四轮独立驱动电动车控制方法并不能直接应用到三轮独立驱动电动叉车，其直接应用会使三轮独立驱动叉车的稳定性和灵活性大打折扣。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，使得在能源消耗和环境污染上具有优势的三轮独立驱动电动叉车通过优化控制有效保证三轮独立驱动电动叉车在复杂工作环境中的稳定性。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，其三轮独立驱动电动叉车中三只独立驱动轮分别是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，所述三轮独立驱动电动叉车中三只独立驱动轮分别是左前轮、右前轮和后轮，所述后轮为转向轮，其特征是所述优化分配控制方法是：通过建立三轮独立驱动电动叉车的理想横摆角速度计算模型和理想质心侧偏角计算模型，计算获得所述三轮独立驱动电动叉车的理想横摆角速度，以及理想质心侧偏角；根据叉车行驶过程中的真实横摆角速度与所述理想横摆角速度之间的差值，以及真实质心侧偏角与所述理想质心侧偏角之间的差值，利用遗传算法配合三轮独立驱动叉车六自由度模型计算获得前后轴分配系数和左右轴分配系数；根据总驱动力矩、前后轴分配系数和左右轴分配系数计算获得三个车轮的驱动力矩，并一...

【技术特征摘要】
1.一种三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，所述三轮独立驱动电动叉车中三只独立驱动轮分别是左前轮、右前轮和后轮，所述后轮为转向轮，其特征是所述优化分配控制方法是：通过建立三轮独立驱动电动叉车的理想横摆角速度计算模型和理想质心侧偏角计算模型，计算获得所述三轮独立驱动电动叉车的理想横摆角速度，以及理想质心侧偏角；根据叉车行驶过程中的真实横摆角速度与所述理想横摆角速度之间的差值，以及真实质心侧偏角与所述理想质心侧偏角之间的差值，利用遗传算法配合三轮独立驱动叉车六自由度模型计算获得前后轴分配系数和左右轴分配系数；根据总驱动力矩、前后轴分配系数和左右轴分配系数计算获得三个车轮的驱动力矩，并一一对应驱动各车轮，使叉车的横摆角速度和质心侧偏角接近理想值。2.根据权利要求1所述的三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，其特征是所述优化分配控制方法是按如下步骤进行：步骤1：根据叉车的当前行驶状态确定叉车当前行驶状态下的理想横摆角速度ωrd和理想质心侧偏角βrd；步骤2：检测获得叉车当前行驶状态下的实际横摆角速度ωreal和实际质心侧偏角βreal，则有横摆角速度实际差值ωg和质心侧偏角实际差值βg分别为：ωg＝ωreal-ωrd，βg＝βreal-βrd；若横摆角速度实际差值ωg和质心侧偏角实际差值βg的绝对值均小于0.2，表明实际横摆角速度ωreal和实际质心侧偏角βreal都满足稳定性需求，将前后轴分配系数的最终值kfrz和左右轴分配系数的最终值klrz均设定为0.5，且继续执行步骤5，否则继续执行步骤3；步骤3：根据所述横摆角速度实际差值ωg和质心侧偏角实际差值βg，采用遗传算法计算获得前后轴分配系数当前值kfrc和左右轴分配系数当前值klrc；步骤4：根据所述前后轴分配系数当前值kfrc、左右轴分配系数当前值klrc以及叉车驱动轮总转矩T总计算获得叉车三个驱动轮转矩当前值；根据叉车三个驱动轮转矩当前值利用三轮独立驱动电动叉车的六自由度模型计算获得模拟横摆角速度ωv和模拟质心侧偏角βv，则有横摆角速度模拟差值ωrv和质心侧偏角模拟差值βrv分别为：ωrv＝ωv-ωrd，βrv＝βv-βrd；若横摆角速度模拟差值ωrv和质心侧偏角模拟差值βrv的绝对值均小于0.2，表明模拟横摆角速度ωv和模拟质心侧偏角βv都满足稳定性需求，将前后轴分配系数的最终值kfrz和左右轴分配系数的最终值klrz一一对应设置为前后轴分配系数当前值kfrc、左右轴分配系数当前值klrc且继续执行步骤5；否则，更新遗传算法中的种群并返回步骤3；步骤5：利用所述前后轴分配系数最终值kfrz、左右轴分配系数最终值klrz和叉车驱动轮总转矩T总计算获得叉车三个驱动轮转矩最终值Td1z、Td2z、Td3z，并一一对应独立控制叉车各驱动轮；步骤6：以设定的时间间隔循环执行步骤1-步骤5，实现三轮独立驱动电动叉车的稳定性控制。3.根据权利要求2所述的三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，其特征在于：在所述步骤1中，将所述叉车当前行驶状态下的理想质心侧偏角βrd设定为0，即：βrd＝0，并按如下方式确定叉车当前行驶状态下的理想横摆角速度ωrd：利用传感器测量获得叉车在当前行驶状态下的纵向行驶速度vx、方向盘转角δ和侧向行驶速度vy；由式(1)计算获得叉车的理想横摆角速度ωrd：其中，K为三轮叉车的稳定性因数，μ为路面摩擦系数，C1为前轮侧偏刚度，C3是后轮侧偏刚度，a为叉车质心至前轴的距离，b为叉车质心至后轴的距离，g为重力加速度，m为叉车的整车质量，L＝a+b。4.根据权利要求2所述的三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，其特征在于：在所述步骤4中根据所述前后轴分配系数当前值kfrc和左右轴分配系数当前值klrc以及叉车驱动轮总转矩T总利用式(2)计算获得叉车中三个驱动轮转矩当前值，分别是：左前轮输入转矩当前值Td1c、右前轮输入转矩当前值Td2c和后轮输入转矩当前值Td3c；5.根据权利要求2所述的三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，其特征在于：在所述步骤5中，利用式(3)计算获得叉车中三个驱动轮转矩最终值，分别是：左前轮输入转矩最终值Td1z、右前轮输入转矩最终值Td2z和后轮输入转矩最终值Td3z：6.根据权利要求2所述的三轮独立驱动电动叉车转矩的混合优化分配控制方法，其特征在于：按如下方式建立三轮独立驱动电动叉车的六自由度模型：确定叉车纵向力方程如式(4)：确定叉车侧向力方程如式(5)：Fx1为左前轮纵向力，Fx2为右前轮纵向力，Fx3为后轮纵向力，Fy1为左前轮横向力，Fy2为右前轮横向力，Fy3为后轮横向力，ay为侧向加速度，ax为纵向加速度，为vx的微分量，为vy的微分量；确定三轮独立驱动电动叉车的叉车横摆转矩平衡方...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖本贤，黄俊杰，江志政，张旭，陈荣保，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34