Optimized control for longitudinal slip ratio with reduced energy consumption

Gao Haibo; Xia Kerui; Ding Liang; Deng Zongquan; Liu Zhen; Liu Guangjun

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Optimized control for longitudinal slip ratio with reduced energy consumption

机译：优化的纵向滑移率控制，降低了能耗

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Wheeled exploration robots (WERs) used for applications such as planetary exploration have to traverse loose terrain, often, during which time they may suffer longitudinal slip and side slip owing to the interaction between their rigid wheels and the loose soil. Longitudinal slip and side slip are the main causes for WERs delay or deviate from the ideal trajectory. But the presented work is indeed focused on longitudinal slip. By analyzing and simplifying the wheel-soil interaction terramechanics model for this case, the algorithm for an adaptive fuzzy control law based on slip ratio optimization is designed to optimize the tractive efficiency and minimize energy consumption. Its stability is proved, and conditions for control parameters are derived. Analytical and simulation results demonstrate that the proposed control system significantly improves the mobile performance of the WER. (C) 2015 IAA. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

机译：用于行星探测等应用的轮式探测机器人（WER）通常必须穿越松散的地形，在此期间，由于其刚性轮与松散的土壤之间的相互作用，它们可能会遭受纵向滑移和侧滑。纵向滑移和侧滑是WER延迟或偏离理想轨迹的主要原因。但是提出的工作确实集中在纵向滑移上。通过分析和简化这种情况下的轮土相互作用模型，设计了一种基于滑移率优化的自适应模糊控制律算法，以优化牵引效率并最小化能耗。证明了其稳定性，并推导了控制参数的条件。分析和仿真结果表明，所提出的控制系统显着提高了WER的移动性能。（C）2015年IAA。由Elsevier Ltd.出版。保留所有权利。

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来源
《Acta astronautica》 |2015年第octaanova期|1-17|共17页
作者
Gao Haibo; Xia Kerui; Ding Liang; Deng Zongquan; Liu Zhen; Liu Guangjun;
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作者单位

Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

Ryerson Univ, Dept Aerosp Engn, Toronto, ON M5B 2K3, Canada;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Wheeled exploration robot; Longitudinal slip ratio optimization; Fuzzy adaptive control; Wheel-soil interaction;

机译：轮式探测机器人;纵向滑移率优化;模糊自适应控制;轮土相互作用;

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