[发明专利]一种汽车列车轨迹重合的控制方法及系统

说明书

本发明提供了一种汽车列车轨迹重合的控制方法及系统，涉及机械控制领域。方法包括：在汽车列车的牵引车、最后一个挂车以及连接处设置控制点；连接处包括牵引车与相邻挂车之间的连接处以及相邻两挂车之间的连接处；获取牵引车的控制点数据，基于空间里程一致原理和刚体运动学原理，依次计算汽车列车中除牵引车的控制点外的其他控制点的数据；根据计算出的汽车列车中所有控制点的数据，对汽车列车进行轨迹重合控制。本发明仅需获取汽车列车中牵引车的控制点数据，基于车辆运动学模型和刚体运动学原理，就可计算出汽车列车中所有控制点的数据，进而可实现汽车列车的转向轨迹控制，相比现有技术具有更好的轨迹重合灵活性，有效提升汽车列车的机动性。

技术领域

本发明涉及机械控制领域，特别是涉及一种汽车列车轨迹重合的控制方法及系统。

背景技术

汽车列车是指由牵引车和一辆或一辆以上的挂车组成的车组。汽车列车相比普通的汽车能够有效提升交通运载量。但由于汽车列车的车长较长，转向行驶时存在较大的内轮差，导致车辆的机动性较差。

为了解决汽车列车机动性差的问题，现有一般采用多轴转向形式，即通过对后车转向轴转向角的控制，完成对其行驶轨迹的修正。

但现有多轴转向形式的控制策略存在以下问题：

1)当汽车列车最前轴轨迹的曲率变化时，后轮曲率也将变化，导致在曲率半径变化的时刻，后轮行驶到此时刻前轮所在位置的曲率半径与前轮行驶过这段路程的曲率半径不同，导致前轮和后轮的行驶轨迹不同；

2)要求汽车列车的每两个轨迹重合控制点之间的距离相等，即，若汽车列车中的车长关系非特殊倍数或者不具有周期性的行驶轨迹时，并不能保证汽车列车每节转向轨迹的一致，进而无法通过控制汽车列车转向角的转向一致性对其轨迹进行修正，即车辆的机动性仍不足。

因此，现有对汽车列车的转向控制方法，并不能保证汽车列车前轮和后轮行驶轨迹的完全重合，进而无法有效提升汽车列车的机动性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种汽车列车轨迹重合的控制方法及系统。基于车辆运动学模型和刚体运动学原理，通过“里程-角度”的控制方式能够有效提升对汽车列车转向角的控制灵活性，进而能够实现汽车列车转向轨迹的重合，由此提升汽车列车的机动性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种汽车列车轨迹重合的控制方法，包括：

在汽车列车的牵引车、最后一个挂车以及连接处设置控制点；所述连接处包括牵引车与相邻挂车之间的连接处以及相邻两挂车之间的连接处；

获取牵引车的控制点数据，基于空间里程一致原理和刚体运动学原理，依次计算所述汽车列车中除牵引车的控制点外的其他控制点的数据；

根据计算出的所述汽车列车中所有控制点的数据，对所述汽车列车进行轨迹重合控制。

可选的，在所述牵引车的前轴处设置控制点，在最后一个挂车的后轴处设置控制点。

可选的，连接处采用铰接方式连接。

可选的，获取牵引车的控制点数据，基于车辆运动学模型和刚体运动学原理，依次计算所述汽车列车中除牵引车的控制点外的其他控制点的数据具体包括：

获取所述牵引车的转向角和行驶里程，基于车辆运动学模型和刚体运动学原理，依次计算所述汽车列车中除牵引车的控制点外的其他控制点的转向角和行驶里程，并计算出各控制点的速度。

可选的，根据计算出的所述汽车列车中所有控制点的数据，对所述汽车列车进行轨迹重合控制具体包括：

根据计算出的每个控制点的转向角、行驶里程和速度，分别对行驶到相同空间位置时的各控制点的转向角、行驶里程和速度进行调整，从而使所述汽车列车的挂车和牵引车的行驶轨迹重合。