机械工程学报

作者：李文锋, 张强, 钟志航, 郭龙

单位：1. 武汉理工大学水路交通控制全国重点实验室 武汉 430063;2. 武汉理工大学交通与物流工程学院 武汉 430063

关键词：横纵向耦合,分层控制,遗传算法,速度规划器,滑模控制器；

基金：国家自然科学基金(62173263)和海南省自然科学基金(621CXTD1013)资助项目。

为提升港口自动导引车辆(Automated guided vehicle, AGV)路径追踪精度和稳定性，改善转弯时轮胎受侧向冲击较大的状况，提出一种考虑AGV横纵向运动耦合的分层控制策略。基于AGV二自由度动力学模型构建横向模型预测控制(Model predictive control, MPC)器，采用遗传算法离线优化MPC权重矩阵并根据运输工况设计权值选择机制，求解最佳前轮转角控制量。基于道路工况、转向机构约束，AGV横纵向耦合特性等因素设计纵向梯形速度规划器，采用分层控制方法设计上位滑模控制器和下位比例-积分控制器，实时求解AGV期望加速度并将其转化成油门/刹车控制量。最后，在Matlab/Simulink和Trucksim联合仿真平台与自研港口平台下，针对空/负载AGV的典型作业工况进行了仿真和实物测试验证。试验结果表明：所提控制策略能够显著提高AGV停车精度和弯道稳定性，改善转弯时轮胎受力情况。为解决港口AGV转向稳定性差，轮胎损耗量大等问题提供了新思路。

来源：2025年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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