基于SVD-Unscented卡尔曼滤波的掘进机行进调度纠偏研究

作     者：吉晓冬 瞿圆媛 符世琛 张敏骏 吴淼 Ji Xiaodong;Qu Yuanyuan;Fu Shichen;Zhang Minjun;Wu Miao

作者机构：中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 清华大学机械工程系北京100084 

基　　金：国家自然科学基金(61803374,51874308) 中央高校基本科研业务费专项资金(8000150A087) 

出 版 物：《矿业科学学报》 (Journal of Mining Science and Technology)

年 卷 期：2022年第7卷第3期

页      码：354-363页

摘      要：针对井下悬臂式掘进机自主行进纠偏的实际需求,基于机身调度相对于规划路径的位姿偏差模型,设计并简化了机身调度位姿跟踪控制律,通过构建Lyapunov函数证明该控制律作用下位姿偏差的收敛性。以履带打滑率表征机身行进调度的主要执行误差,以位姿检测误差表征系统的主要观测误差,通过试验及验算获得误差的统计规律,并利用SVD-Unscented卡尔曼滤波估计修正控制指令,从而降低行进调度过程中误差带来的影响。仿真结果表明,提出的轨迹跟踪控制策略能高效实现机身在有限的调整周期内向目标轨迹调度,履带驱动轮参考转速数值连续变化稳定,位姿偏差收敛性良好,达到了纠偏的目的;基于SVD-Unscented卡尔曼滤波修正控制指令有效削弱了机身调度中来自过程误差和观测误差的影响。调度过程简单高效,跟踪效果重复性好,能为井下有限空间内的掘进机自动纠偏提供参考。

主 题 词：悬臂式掘进机 行进纠偏 位姿偏差 轨迹跟踪 SVD-Unscented卡尔曼滤波 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.19606/j.cnki.jmst.2022.03.010

馆 藏 号：203110872...