8轮车。前四轮为转向车轮,后四轮只能直行,请问如何根据差速转向原理,构建模型预测控制模型?
借鉴ChatGPT回答:
根据差速转向原理,我们可以构建如下模型进行预测控制:
- 建立车轮运动学模型。假设前四轮可以转向,后四轮只能直行。则车轮运动方程为:
x = vcosθ + L/Rδ (x为车轮横向位移,v为车速,θ为车轮转角,L为轴距,R为转向半径,δ为前轮转角) - 建立车体运动学模型。车体运动受所有车轮的牵引和转向影响,其横向位移和转向角可由前轮和后轮的状态计算得出。
- 建立车轮运动动力学模型。根据车轮驱动力和滚动阻力,可以计算车轮转速和加速度。驱动力由电机输出控制,滚动阻力与地面粘着条件相关。
- 建立预期运动状态模型。根据待实现的转向操作,设定预期的车身横向位移、转向角以及各车轮转角变化。
- 建立控制模型。通过对比预期运动状态和实际运动状态,计算各车轮的驱动力或转向量调整量,以期实现预期运动。直接控制前四转向车轮,间接影响后四车轮。
- 反馈调整。根据各车轮运动状态的反馈,不断调整其驱动力和转向量,以精确实现预期运动状态。
该模型基于车轮运动学、车体运动学以及车轮动力学原理,利用预期运动状态与实际状态比对,实现对各转向车轮的控制和调整,从而达到差速转向控制的目的