农业机械学报

作者：白国星,刘立,孟宇,罗维东,顾青,梁晨

单位：北京科技大学,北京科技大学,北京科技大学,北京科技大学,北京科技大学,北京科技大学,

关键词：农用拖挂车;运动学;模型预测控制;避障控制

基金：国家重点研发计划项目（2018YFC0604403、2016YFC0802905）、国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2011AA060408）和中央高校基本科研业务费专项资金项目（FRF-TP-17-010A2）

为实现农用拖挂车的避障控制，设计了一种基于非线性模型预测控制的避障控制器。考虑到农用拖挂车的避障控制需要同时顾及拖车与挂车的位姿状态，基于刚体运动学和非完整约束条件推导了农用拖挂车的运动学模型，并基于该运动学模型建立了农用拖挂车的位姿状态预测模型。在此基础上，基于改进的禁区惩罚函数设计了优化目标函数，从而完成了基于非线性模型预测控制的农用拖挂车避障控制器的设计。仿真结果表明，农用拖挂车避障控制器能够在较复杂工况下同时控制拖车与挂车实现避障，农用拖挂车各车桥端点轨迹与障碍物中心之间的最小距离减去障碍物半径与安全裕度之和的结果均大于或等于0m。

来源：2019年第4期

《农业机械学报》期刊编辑部

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