(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211191642.5 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 高海波　丁亮　张圣杰　杨超杰　 袁野　杨怀广　邓宗全　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 鲍丽伟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 星球车多驱动轮力矩 协调控制方法及装置 (57)摘要 本发明提供了星球车多驱动轮力矩协调控 制方法及装置， 涉及星球车智 能控制领域， 所述 方法包括： 获取准静态力学模型； 根据准静态力 学模型， 得到单轮的等效集中力线性模型； 获取 星球车的当前位姿和预设速度； 根据当前位姿与 所述预设速度， 基于滑模理论得到期望纵向力和 期望横摆力矩； 根据期望纵向力和期望横摆力 矩， 得到单侧车轮挂钩牵引力之和； 获取星球车 的自身约束指标； 根据单轮的等效集中力线性模 型、 单侧车轮挂钩牵引力之和和自身约束指标， 对所述星球车的多轮驱动力矩进行协调控制。 与 现有技术比较， 本发明解决星球车在星球探测过 程中运动性能差和安全性低的问题。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115526048 A 2022.12.27 CN 115526048 A 1.一种星球车多轮驱动力矩 协调控制方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 获取准静态力学模型； 根据所述 准静态力学模型， 得到单轮的等效集中力线性模型； 获取星球车的当前位姿和预设速度； 根据所述当前位姿与所述预设速度， 基于滑模理论得到期望纵向力和期望横摆力矩； 根据所述期望纵向力和所述期望横摆力矩， 得到单侧车轮挂钩牵引力之和； 获取所述星球车的自身约束指标； 根据所述单轮的等效集中力线性模型、 所述单侧车轮挂钩牵引 力之和和所述自身约束 指标， 对所述星球车的多轮驱动力矩进行协调控制。 2.根据权利要求1所述的星球车多轮驱动力矩协调控制方法， 其特征在于， 所述准静态 力学模型包括应力积分模型和单轮解析解耦模型， 所述基于准静态力学模型， 得到单轮的 等效集中力线性模型， 具体包括： 根据所述应力积分模型， 得到所述单轮解析解耦模型； 根据所述单轮解析解耦模型， 得到所述单轮的等效集中力线性模型。 3.根据权利要求2所述的星球车多轮驱动力矩协调控制方法， 其特征在于， 所述根据应 力积分模型， 得到单轮解析解耦模型， 具体包括： 当星球车车轮的滑转率在预设范围内时， 对所述应力积分模型进行简化， 得到所述单 轮解析解耦模型。 4.根据权利要求3所述的星球车多轮驱动力矩协调控制方法， 其特征在于， 所述根据 所 述单轮解析解耦模型， 得到单轮的等效集中力线性模型之前包括： 基于力系等效原理， 将连续分布的应力等效为水平方向的挂钩牵引力和竖直方向的法 向力； 获取星球车轮轴处的拖曳力和所述星球车轮轴处的法向载荷； 根据所述 挂钩牵引力和所述 拖曳力， 得到第一力偶矩； 根据所述法向力和所述法向载荷， 得到第二力偶矩； 获取所述星球车轮轴处的驱动力矩； 根据所述第一力偶矩、 所述第二力偶矩和所述驱动力矩， 得到第一平衡式。 5.根据权利要求4所述的星球车多轮驱动力矩协调控制方法， 其特征在于， 所述根据 所 述单轮解析解耦模型， 得到单轮的等效集中力线性模型， 具体包括： 根据所述单轮解析解耦模型和所述第一平衡式， 得到竖直偏距和水平偏距； 根据参数之间的线性相关度， 将所述竖直偏距简化为车轮半径， 将所述水平偏距简化 得到所述水平偏距的线性模型； 其中， 所述车轮半径为轮刺效应的等效车轮半径。 6.根据权利要求1所述的星球车多轮驱动力矩协调控制方法， 其特征在于， 所述根据 所 述当前位姿与所述预设速度， 基于滑模理论得到期望纵向力和期望横摆力矩， 具体包括： 根据所述当前位姿， 得到所述星球车的实际速度； 根据所述实际速度与 所述预设速度的跟踪误差， 基于滑模理论得到所述期望纵向力和 所述期望横摆力矩。 7.根据权利要求6所述的星球车多轮驱动力矩协调控制方法， 其特征在于， 所述根据 所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526048 A 2述当前位姿， 得到所述星球车的实际速度， 具体包括： 根据所述当前位姿， 构建具有干扰项的星球车动力学模型； 获取目标控制力和目标力矩； 根据所述目标控制力、 所述目标力矩和所述星球车动力学模型， 得到所述实际速度； 其中， 所述目标控制力为所述星球车的车轮挂钩牵引力在所述星球车中产生的合力， 所述目标力矩为所述星球车的车轮挂钩牵引力在所述星球车中产生的横摆力矩。 8.根据权利要求6所述的星球车多轮驱动力矩协调控制方法， 其特征在于， 所述根据 所 述实际速度与所述预设速度的跟踪误差， 基于滑模理论得到所述期望纵向力和所述期 望横 摆力矩， 具体包括： 获取预设饱和函数趋 近率； 根据所述实际速度与 所述预设速度的跟踪误差和所述预设饱和函数的趋近率， 得到所 述期望纵向力和所述期望横摆力矩。 9.根据权利要求7所述的星球车多轮驱动力矩协调控制方法， 其特征在于， 所述获取所 述星球车的自身约束指标， 具体包括： 获取星球车整车系统的能效指数、 摇臂力矩 平衡方程和所述星球车的车轮力矩限值； 根据所述能效指数、 所述摇臂力矩平衡方程、 所述车轮力矩限值、 所述准静态力学模型 和所述星球车动力学模型， 得到所述自身约束指标； 其中， 所述自身约束指标为所述能效指数的最小值。 10.一种星球车多轮驱动力矩 协调控制装置， 其特 征在于， 包括： 获取单元， 所述获取 单元用于获取准静态力学模型； 所述获取 单元还用于获取 所述星球车的当前位姿和预设速度； 所述获取 单元还用于获取 所述星球车的自身约束指标； 处理单元， 所述处理单元用于根据所述准静态力学模型， 得到单轮的等效集中力线性 模型； 所述处理单元用于根据 所述当前位姿与 所述预设速度， 基于滑模理论得到期望纵向力 和期望横摆力矩； 所述处理单元用于根据 所述期望纵向力和所述期望横摆力矩， 得到单侧车轮挂钩牵引 力之和； 控制单元， 所述控制单元用于根据所述单轮的等效集中力线性模型、 所述单侧车轮挂 钩牵引力之和 和所述自身约束指标， 对所述星球车的多轮驱动力矩进行协调控制。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526048 A 3