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摘要
针对拖拉机在斜坡行驶中受复杂路况激扰易引发的极限态侧翻失稳问题，基于单框架控制力矩陀螺设计了主动侧翻回稳控制系统。以单侧轮胎离地侧翻工况为主要研究对象，利用欧拉-拉格朗日方程构建了整机和力矩陀螺耦合系统的非线性侧倾动力学方程，并基于反步设计法推导了状态反馈控制律。该控制律可依据侧翻危险程度实时调整陀螺转子的进动角速度，定量输出侧翻回稳力矩。以环境障碍物和整机行驶速度为变量，开展了极限态侧翻失稳控制比例模型试验。结果表明，与无控制组相比，采用力矩陀螺主动侧翻回稳系统可显著调控拖拉机的侧倾过程，且在实际侧倾角大于静态临界侧倾角9.58%时仍能有效实现侧翻回稳。研究表明，提出的控制方法可适用于不同危险程度的极限侧翻工况，为拖拉机主动安全控制提供理论依据和技术参考。
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