机械工程学报

作者：谭晓丹, 李静, 方毅, 徐天爽, 王勇澎, 黄庆学

单位：1. 吉林大学机械与航空航天工程学院 长春 130022;2. 山西太重智能采矿装备技术有限公司 太原 030032;3. 智能采矿装备技术全国重点实验室 太原 030032;4. 太原理工大学机械与运载工程学院 太原 030024

关键词：矿用电铲,自主行驶,预瞄模糊控制,轨迹跟踪,缩比样机试验；

基金：国家自然科学基金(52105100,52005208)和山西省揭榜招标(20191101014)资助项目。

安全、高效行驶转场和准确、及时装备调姿是实现矿用电铲高质量连续作业的重要基础。针对电铲行驶任务中驾驶员操作条件下存在的视野受限、感知滞后、疲劳作业等不利因素，从降低对人工经验依赖的角度出发，提出了一种基于预瞄的模糊控制方法以实现预设路径条件下电铲重型履带的轨迹跟踪。首先，对电铲的行驶工况进行了梳理，并分别针对长、短距离工况设计了自主行驶策略；在此基础上，对电铲重型履带进行稳态行驶动力学分析；进一步，提出基于预瞄的模糊控制方法用于预设轨迹跟踪，并通过无人电铲虚拟样机仿真初步验证该方法在不同初始偏差条件下的跟踪准确性和工况适用性；最后，开发了无人电铲缩比样机，对曲线行驶、前进避障和“V”型横移避障等工况进行轨迹跟踪控制试验。结果表明，不同工况下的航向角偏差约在±2°以内，质心位置偏差约在±10 cm以内，说明本文所提出的控制方法具有较高的轨迹跟踪精度和稳定性，适用于矿用电铲自主行驶任务。

来源：2025年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2025年第20期