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摘要
针对拖挂式大载荷特种车辆作业自动化以及高精度安全作业需求，以大载荷牵引车为对象，设计了一套拖挂式机组自主导航控制系统。车载程控系统采用模块化分布式系统，通过CAN总线实现系统内各模块间通信，远程运管平台与车载程控终端之间采用TCP协议进行数据通信，实现远程运管平台与车载程控系统间信息交互。建立拖挂式特种车辆的运动学模型，分析牵引作业时被牵引机具的牵引状态和最小转弯半径。针对传统纯追踪算法中固定前视距离缺陷，本文根据当前牵引车实时速度、追踪路径曲率、航向等信息动态计算前视距离，将固定前视距离改进为动态前视距离追踪，由单参数变为多参数进行优化控制参数，显著提高了轨迹追踪精度；使用随机森林算法对轨迹追踪数据进行特征提取，根据各个特征重要性指标权重，修改算法参数。在试验场地为水平倾斜度最大为2°的空旷的水泥跑道上，牵引车质量2 t,被牵引机具质量10 t、长22 m,且牵引机组设计要求最大行驶速度为6 km/h、最大横向偏差为50 cm。根据复杂路径试验与数据分析，系统纠偏响应时延最大为84 ms,牵引机组绝对横向误差最大为37.14 cm,平均绝对误差为14.91 cm,满足大载荷拖挂作业中的实际应用要求。
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