煤炭科学技术

作者：武仲斌, 赵岩松, 李浩文, 张君, 邢晨, 任志勇,

关键词：矿用车辆, 轮胎力估计, 实心轮胎, 滑模观测器, 分布式驱动,

矿山特种车辆橡胶实心轮胎或聚氨酯填充轮胎多为非标准化定制轮胎，给轮胎模型的参数辨识过程造成了诸多不便，车辆固有的复杂非线性特性也对轮胎力的获取造成了诸多限制。为此，针对矿用铰接式特种车辆，采用了一种降阶−级联结构的滑模观测器，在更低成本和占用更少运算资源的前提下实现对矿用铰接式车辆纵向和侧向轮胎力的准确、稳定估计。通过整理和解耦铰接车8自由度水平动力学模型以实现对铰接车动力学特性的描述，以此为基础逐级构建轮胎力观测器，结合滑模控制算法设计了降阶−级联滑模观测器，并引入饱和函数以减少抖振。针对矿用铰接式支架搬运车的典型作业场景，设计了稳态圆周转向综合测试以及动态综合测试试验工况，以铰接车试验平台为对象进行了试验验证，通过采集和记录相关数据实现在Matlab/Simulink环境下对轮胎力进行重构和估计，并进行对比。同时，引入ERMS和ERMS,P指标以评价和分析轮胎力级联观测器的精度。结果表明，基于滑模算法的轮胎力降阶−级联观测器收敛速度快，在2种工况下各轮胎力估计结果的均方根百分比误差均在15%以内，后车体侧向力估计结果的均方根百分比误差不超过8%，整体能够较为有效地捕捉和重现轮胎力的动态变化。

来源：2025年第12期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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