【CN109747637A】一种半挂汽车列车倒车入位的诱导控制方法【专利】
基于滑膜控制的半挂汽车自动倒车路径跟踪
10.16638/ki.1671-7988.2021.02.011基于滑膜控制的半挂汽车自动倒车路径跟踪*张培培，杨自栋，赵相君（浙江农林大学工程学院，浙江杭州311300）摘要：文章针对半挂汽车倒车时的跟踪控制问题进行了研究，建立了该系统在卡迪尔坐标系下的车辆非线性运动模型。
为了简化求解过程，通过准确线性变换方法对建立的系统进行了线性化，设计了滑膜变结构控制器，基于Ackermann公式进行极点配置选取控制参数，最后对直线倒车路线的跟踪控制进行了仿真分析。
仿真结构表明：设计的反馈控制器能改善半挂汽车对行驶路径的跟踪能力，使偏离的挂车快速返回到期望的稳态轨迹上。
关键词：半挂汽车；滑膜变结构控制；倒车；模型跟踪中图分类号：U461.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)02-31-04Backward Path Tracking Control for Tractor-Trailer SystemBasedon Sliding Model Control*Zhang Peipei, Yang Zidong, Zhao Xiangjun( School of Engineering, Zhejiang Agriculture and Forestry University, Zhejiang Hangzhou 311300 )Abstract:This paper presents a backward path tracking control of a tractor-trailer system in the presence of model uncertainties. The position of the trailer is controlled by steering the tractor. Since tractor-trailer system has a nonlinear multi-input and multi-output model with strong couplings, accurate linearization algorithm is employed to overcome unknown nonlinearities and uncertain parameters. The kinematic model of a tractor-trailer system is developed. Sliding mode variable structure control is employed for the linearized tractor-trailer system. To determine the poles to obtain the transition performances preserving the system stability, Ackerman’s formula is used to improve traditional pole placement algorithm and further design the control law. Then the path tracking algorithm controls the system to follow a straight path in real time. Finally, simulation results suggest that the simulated tractor-trailer system’s tracking path is smooth and almost identical to the reference path.Keywords: Tractor-trailer system; Sliding model variable structure control; Straight backward driving; Path tracking CLC NO.: U461.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)02-31-04前言半挂汽车具有运输效能高、成本低等优点，在地质勘探、农耕、运输等领域得到了广泛应用，众多高校和科研机构对半挂汽车进行了广泛研究[1-6]。
用于无铰接角度传感器的半挂汽车列车倒车轨迹预测方法[发明专利]
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专利名称：用于无铰接角度传感器的半挂汽车列车倒车轨迹预测方法
专利类型：发明专利
发明人：夏光,赵名卓,石鹏,许立平,纵华宇,李嘉诚,于星海,王跃强
申请号：CN202010136240.X
申请日：20200302
公开号：CN111252078A
公开日：
20200609
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用于无铰接角度传感器的半挂汽车列车倒车轨迹预测方法，是根据半挂汽车列车的特殊结构以及运动学关系，通过铰接点‑铰接角度‑半挂车尾部中心点三层关系预测出t时刻后的倒车轨迹，并且通过数值累加的方式对铰接角度进行实时预测，同时设置校验位进行校准，从而无需铰接角度传感器就能给出倒车轨迹提示以避免驾驶员将半挂汽车列车倒车至危险抑或是不合理的工况，进而为驾驶员的安全以及物流效率提供双重保障。
申请人：合肥工业大学
地址：230009 安徽省合肥市包河区屯溪路193号
国籍：CN
代理机构：安徽省合肥新安专利代理有限责任公司
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用于辅助执行车辆的倒车转弯操纵的方法和机构[发明专利]
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专利名称：用于辅助执行车辆的倒车转弯操纵的方法和机构专利类型：发明专利
发明人：蒂莫西·C·贝特格
申请号：CN201811404390.3
申请日：20181123
公开号：CN109835326A
公开日：
20190604
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种用于辅助执行车辆的倒车转弯操纵的方法和装置。
当确定车辆正在倒车时，非接触式传感器检测车辆周围的空间条件。
计算机处理器确定检测到的空间条件是否允许倒车转弯操纵并且如果空间条件允许倒车转弯操纵则输出信号。
处理器还可以计算用于进行倒车转弯操纵的路径，并且用于穿过所确定的路径的转向角、转向扭矩和车辆速度中的至少一个提供信息。
车辆动态控制器利用上述信息来实现至少一个车辆动力系统(转向系统、制动系统、动力传动系统等)的自主运行以执行操纵。
申请人：福特全球技术公司
地址：美国密歇根州迪尔伯恩市中心大道330号800室
国籍：US
代理机构：北京连和连知识产权代理有限公司
代理人：刘小峰
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一种半挂车[实用新型专利]
![一种半挂车[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e9c340a72b160b4e777fcf82.png)
专利名称：一种半挂车
专利类型：实用新型专利
发明人：徐鑫,来永杰,董欣
申请号：CN201320500895.6申请日：20130816
公开号：CN203391893U
公开日：
20140115
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种半挂车。
该半挂车包括车桥、车架以及设置在所述车桥与所述车架之间的悬架，所述车架上设置有起吊组件、用于为所述起吊组件提供动力的动力单元以及控制所述起吊组件动作的控制柜。
采用本实用新型的半挂车时，在预制品运输过程中，当需要装载和卸货时，无需使用牵引车，在自身动力单元的作用下，起吊组件进行相应动作即可完成装卸作业；因此，该半挂车在具有较高运载能力的同时，还具有较高的装卸效率和运输效率；另外，由于无需占用牵引车和司机时间，提高了牵引车的利用效率，节约了人工成本。
申请人：三一汽车制造有限公司
地址：410100 湖南省长沙市经济技术开发区三一工业城
国籍：CN
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910190263.6
(22)申请日 2019.03.13
(71)申请人 合肥工业大学
地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路
193号
(72)发明人 夏光 赵名卓 石鹏 许立平
张洋 高军 杨猛
(74)专利代理机构 安徽省合肥新安专利代理有
限责任公司 34101
代理人 陆丽莉 何梅生
(51)Int.Cl.
B60W 30/06(2006.01)
B60W 50/00(2006.01)
(54)发明名称
一种半挂汽车列车倒车入位的诱导控制方
法
(57)摘要
本发明公开了一种半挂汽车列车倒车入位
的诱导控制方法，是根据驾驶员的倒车入位需
求，通过对驾驶员提供方向盘的转动方向与转动
角度提示，从而辅助驾驶员完成倒车入位操作。
本发明能降低驾驶员的倒车技能要求，减少倒车
事故，
同时提高倒车效率。
权利要求书3页 说明书12页CN 109747637 A 2019.05.14
C N 109747637
A
权 利 要 求 书1/3页CN 109747637 A
1.一种半挂汽车列车倒车入位的诱导控制方法，其特征是按如下步骤进行：
步骤1、获取驾驶员的倒车入位需求及半挂汽车列车的当前铰接角度；
步骤2、确定所述半挂汽车列车分别从左右两个方向倒入标准位的横纵轴最小侧偏距；
步骤3、若所述半挂汽车列车当前方向倒车入位的横纵轴侧偏距大于相应方向倒车入位的横纵轴最小侧偏距，则实施倒车入位诱导控制；否则，执行步骤4；
步骤4、实施半挂汽车列车的前进操作，再执行步骤3。
2.根据权利要求1所述的诱导控制方法，其特征在于，所述步骤2中半挂汽车列车在左右两个方向倒车入位的横纵轴最小侧偏距是按以下方法进行确定：
步骤2.1、设定牵引车与挂车在同一轴线上时，牵引车与挂车的铰接角度为零；设定所述牵引车相对于挂车朝主驾驶员座位侧偏转时，牵引车与挂车的铰接角度为正；设定所述牵引车相对于挂车朝副驾驶员座位侧偏转时，牵引车与挂车的铰接角度为负；
设定从车位下底边中心点延伸出的一条与车位长平行的直线为车位纵轴线；设定挂车传动轴线为挂车横轴线；设定挂车尾部中心点为参考点，所述参考点与半挂汽车列车铰接点的连线为参考线；设定从挂车横轴线到车位纵轴线经过的锐角为入位偏移角；
在以大地为面的俯视图中，以逆时针为正方向，反之为负方向；
当所述牵引车与挂车的铰接角度为零时，且挂车横轴线与车位纵轴线垂直时，所述半挂汽车列车到达初始工况；
步骤2.2、设定所述牵引车转向轮不偏转时的方向盘转动角度为零；设定所述牵引车转向轮朝内侧偏转时的方向盘转动角度为正；设定所述牵引车转向轮朝外侧偏转时的方向盘转动角度为负；
步骤2.3、首先使半挂汽车列车处于所述初始工况，若确定右方向倒车入位的横纵轴最小侧偏距，则执行步骤2.4；若确定左方向倒车入位的横纵轴最小侧偏距，则执行步骤2.8；
步骤2.4、方向盘左转至最大角度后：
当铰接角度等于牵引车倒车可控范围的最小角度α1时，将方向盘右转至任一负值角度后，若铰接角度继续减小，则执行步骤2.5；若铰接角度开始增大，则执行步骤2.6；若铰接角度不变，则执行步骤2.7；
步骤2.5、方向盘右转后，若铰接角度减小，则执行步骤2.5；若铰接角度增大，则执行步骤2.6；若铰接角度不变，则执行步骤2.7；
步骤2.6、方向盘左转后，若铰接角度减小，则执行步骤2.5；若铰接角度增大，则执行步骤2.6；若铰接角度不变，则执行步骤2.7；
步骤2.7、保持方向盘角度不变继续倒车，直至入位偏移角在其可控范围之内；
再设定初始工况下的挂车横轴线为X轴，牵引车车头方向为正向；车位纵轴线为Y轴，车位入口方向为正向；
若半挂汽车列车进行右方向倒车入位操作，则参考点从初始工况到当前工况在X轴上的位移绝对值称之为右方向倒车入位的横轴最小侧偏距；参考点从初始工况到当前工况在Y轴上的位移绝对值称之为右方向倒车入位的纵轴最小侧偏距；
若半挂汽车列车进行左方向倒车入位操作，则参考点从初始工况到当前工况在X轴上的位移绝对值称之为左方向倒车入位的横轴最小侧偏距；参考点从初始工况到当前工况在Y轴上的位移绝对值称之为左方向倒车入位的纵轴最小侧偏距；
2。