CN120208137A 一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法及系統(tǒng)_第1頁
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(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局地址324000浙江省衢州市柯城區(qū)下張樂園路592號所(特殊普通合伙)33358專利代理師王杰一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法及本發(fā)明公開了一種平衡式重式叉車的防側(cè)21.一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法,其特在叉車上安裝傳感器組,通過傳感器組采集叉車工況數(shù)據(jù),經(jīng)過CAN總線傳輸至中央控制器并進(jìn)行預(yù)處理,獲取預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包;將預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入側(cè)翻風(fēng)險評估算法,計算靜態(tài)穩(wěn)定三角的邊界條件與動態(tài)側(cè)向力矩平衡,結(jié)合叉車工況數(shù)據(jù)生成側(cè)翻風(fēng)險系數(shù),輸出決策指令集;通過液壓伺服控制器進(jìn)行動態(tài)負(fù)載調(diào)節(jié),獲取負(fù)載位姿參數(shù);驅(qū)動電機(jī)控制器實施扭矩矢量分配,介入制動能量回收單元,對內(nèi)側(cè)車輪施加可控緩釋制動,獲得調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù);對比理論預(yù)測模型進(jìn)行殘差分析,觸發(fā)殘差修正策略,進(jìn)行重復(fù)控制。2.如權(quán)利要求1所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法,其特征在于:所述叉車工況3.如權(quán)利要求2所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法,其特征在于:所述在叉車上安裝傳感器組,通過傳感器組采集叉車工況數(shù)據(jù),經(jīng)過CAN總線傳輸至中央控制器并進(jìn)行預(yù)在叉車上安裝慣性測量單元、車輪編碼器、貨叉壓力傳感器、激光雷達(dá)和攝像頭,連接成傳感器組;通過傳感器組采集叉車工況數(shù)據(jù),通過CAN總線傳輸至中央控制使用卡爾曼濾波算法對叉車工況數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理;對去噪處理后的叉車工況數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,整合為預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包。4.如權(quán)利要求3所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法,其特征在于:所述將預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入側(cè)翻風(fēng)險評估算法,計算靜態(tài)穩(wěn)定三角的邊界條件與動態(tài)側(cè)向力矩平基于動態(tài)勢能場理論重構(gòu)穩(wěn)定邊界并結(jié)合預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包,建立以叉車質(zhì)心為原點的極坐標(biāo)系,定義穩(wěn)定域邊界函數(shù);依據(jù)動態(tài)穩(wěn)定邊界和預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包,通過混沌動力學(xué)分析,構(gòu)建改進(jìn)的洛倫茲方程描述力矩平衡狀態(tài),提取最大李雅普諾夫特征指數(shù);將動態(tài)穩(wěn)定邊界、最大李雅普諾夫特征指數(shù)與預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入復(fù)合風(fēng)險函把側(cè)翻風(fēng)險系數(shù)輸入量子遺傳算法優(yōu)化器,通過適應(yīng)度函數(shù)生成決策指令集。5.如權(quán)利要求4所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法,其特征在于:所述通過液壓伺服控制器進(jìn)行動態(tài)負(fù)載調(diào)節(jié),獲取負(fù)載位姿參數(shù),根據(jù)決策指令集,通過調(diào)整液壓缸的壓力和驅(qū)動速率,調(diào)節(jié)叉車負(fù)載的水平重心,推動貨叉沿導(dǎo)軌方向橫向移動;通過液壓伺服控制器,啟動貨叉高度調(diào)整功能,降低重心高度和貨叉高度直至負(fù)載高度與當(dāng)前車速滿足穩(wěn)定性條件;持續(xù)監(jiān)測周邊空間約束,根據(jù)障礙物檢測反饋切換為高度優(yōu)先調(diào)節(jié)模式,減少橫向移執(zhí)行液壓伺服控制器調(diào)節(jié)后,獲取實時更新的負(fù)載位姿參數(shù)。6.如權(quán)利要求5所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法,其特征在于:所述驅(qū)動電機(jī)3控制器實施扭矩矢量分配,介入制動能量回收單元,對內(nèi)側(cè)車輪施加可控緩釋制動,獲得調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù),具體步驟為,基于負(fù)載位姿參數(shù),計算前后扭矩分配方案,進(jìn)行扭矩矢量分配調(diào)整;介入制動能量回收單元,調(diào)整內(nèi)側(cè)車輪制動力,實施可控緩釋制動;采集調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)。7.如權(quán)利要求6所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法,其特征在于:所述對比理論依據(jù)歷史預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包,使用深度學(xué)習(xí)算法建立叉車動力預(yù)測模型;通過工況模擬仿真,基于叉車動力預(yù)測模型獲取理論預(yù)測模型;將理論預(yù)測模型和車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行殘差分析,根據(jù)殘差分析結(jié)果觸發(fā)殘差修正實施殘差修正策略后,進(jìn)行重復(fù)殘差分析與修正,直到殘差分析結(jié)果滿足風(fēng)險閾值。8.一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制系統(tǒng),基于權(quán)利要求1~7任一所述的平衡式重式扭矩分配模塊和重復(fù)修正模塊;所述數(shù)據(jù)收集模塊,用于在叉車上安裝傳感器組,通過傳感器組采集叉車工況數(shù)據(jù),經(jīng)過CAN總線傳輸至中央控制器并進(jìn)行預(yù)處理,獲取預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包;所述風(fēng)險評估模塊,用于將預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入側(cè)翻風(fēng)險評估算法,計算靜態(tài)穩(wěn)定三角的邊界條件與動態(tài)側(cè)向力矩平衡,結(jié)合叉車工況數(shù)據(jù)生成側(cè)翻風(fēng)險系數(shù),輸出決策指令集;所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊,用于通過液壓伺服控制器進(jìn)行動態(tài)負(fù)載調(diào)節(jié),獲取負(fù)載位姿參數(shù);所述扭矩分配模塊,用于驅(qū)動電機(jī)控制器實施扭矩矢量分配,介入制動能量回收單元,對內(nèi)側(cè)車輪施加可控緩釋制動,獲得調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù);所述重復(fù)修正模塊,用于對比理論預(yù)測模型進(jìn)行殘差分析,觸發(fā)殘差修正策略,進(jìn)行重復(fù)控制。9.一種計算機(jī)設(shè)備,包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲有計算機(jī)程序,其特征在于:所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1~7任一所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的步驟。10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì),其上存儲有計算機(jī)程序,其特征在于:所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1~7任一所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的步驟。4一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法及系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及叉車智能控制領(lǐng)域,特別是一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法及背景技術(shù)[0002]叉車作為一種重要的物流搬運(yùn)工具,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、倉儲及港口等領(lǐng)域。隨著自動化和智能化技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)代叉車已經(jīng)不僅僅是簡單的搬運(yùn)工具,其在提高工作效率和安全性方面的作用也愈發(fā)重要。特別是對于平衡式重型叉車來說,其防側(cè)翻控制技術(shù)的研究和應(yīng)用直接關(guān)系到叉車在復(fù)雜工況下的穩(wěn)定性與安全性。傳統(tǒng)的叉車穩(wěn)定性保障系統(tǒng)主要依賴于靜態(tài)穩(wěn)態(tài)模型,通過對叉車負(fù)載、車速和行駛角度等因素的簡化假設(shè)來進(jìn)行計算,從而獲得穩(wěn)定性邊界。然而,隨著叉車工作環(huán)境的不斷變化,尤其是負(fù)載位置的動態(tài)變化及外部擾動的增加,傳統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定分析模型已難以應(yīng)對越來越復(fù)雜的操作工況。近年來,基于傳感器技術(shù)的智能監(jiān)測與反饋控制系統(tǒng)成為叉車防側(cè)翻領(lǐng)域的研究熱點,通過實時采集叉車的工作狀態(tài)并進(jìn)行動態(tài)分析,從而提升叉車在運(yùn)行過程中的安全性。[0003]然而,現(xiàn)有的叉車防側(cè)翻控制系統(tǒng)通常依賴于單一的靜態(tài)穩(wěn)定邊界模型或過于簡單的動力學(xué)分析,忽視了叉車在實際運(yùn)行過程中復(fù)雜的動態(tài)特性和外部環(huán)境的干擾。例如,傳統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定三角方法往往無法準(zhǔn)確預(yù)測叉車在動態(tài)載荷和不平整地面上的側(cè)翻風(fēng)險,且未考慮車輛在行駛過程中的動態(tài)側(cè)向力矩變化。此外,現(xiàn)有技術(shù)多側(cè)重于基于線性控制模型進(jìn)行防側(cè)翻調(diào)節(jié),缺乏針對復(fù)雜工作狀態(tài)的實時反饋與優(yōu)化。此類方法存在一定的滯后性,尤其在面對突發(fā)性工況時,難以快速響應(yīng)和調(diào)整,導(dǎo)致系統(tǒng)對快速變化的負(fù)載和環(huán)境條件反應(yīng)不及時,增加了叉車發(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險。發(fā)明內(nèi)容[0005]因此,本發(fā)明提供了一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法解決傳統(tǒng)方案對快速變化的負(fù)載和環(huán)境條件反應(yīng)不及時問題。第一方面,本發(fā)明提供了一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法,其包括,在叉車上安裝傳感器組,通過傳感器組采集叉車工況數(shù)據(jù),經(jīng)過CAN總線傳輸至中央控制器并進(jìn)行預(yù)處理,獲取預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包;將預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入側(cè)翻風(fēng)險評估算法,計算靜態(tài)穩(wěn)定三角的邊界條件與動態(tài)側(cè)向力矩平衡,結(jié)合叉車工況數(shù)據(jù)生成側(cè)翻風(fēng)險系數(shù),輸出決策指令集;通過液壓伺服控制器進(jìn)行動態(tài)負(fù)載調(diào)節(jié),獲取負(fù)載位姿參數(shù);驅(qū)動電機(jī)控制器實施扭矩矢量分配,介入制動能量回收單元,對內(nèi)側(cè)車輪施加可控緩釋制動,獲得調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù);對比理論預(yù)測模型進(jìn)行殘差分析,觸發(fā)殘差修正策略,進(jìn)行重復(fù)控[0007]作為本發(fā)明所述平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述5叉車工況數(shù)據(jù)包括叉車姿態(tài)角、車輪轉(zhuǎn)速、負(fù)載重量及分布、地形坡度和[0008]作為本發(fā)明所述平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述在叉車上安裝傳感器組,通過傳感器組采集叉車工況數(shù)據(jù),經(jīng)過CAN總線傳輸至中央控制器在叉車上安裝慣性測量單元、車輪編碼器、貨叉壓力傳感器、激光雷達(dá)和攝像頭,連接成傳感器組;通過傳感器組采集叉車工況數(shù)據(jù),通過CAN總線傳輸至中央控制使用卡爾曼濾波算法對叉車工況數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理;對去噪處理后的叉車工況數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,整合為預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包。[0009]作為本發(fā)明所述平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述將預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入側(cè)翻風(fēng)險評估算法,計算靜態(tài)穩(wěn)定三角的邊界條件與動態(tài)側(cè)基于動態(tài)勢能場理論重構(gòu)穩(wěn)定邊界并結(jié)合預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包,建立以叉車質(zhì)心為原點的極坐標(biāo)系,定義穩(wěn)定域邊界函數(shù);依據(jù)動態(tài)穩(wěn)定邊界和預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包,通過混沌動力學(xué)分析,構(gòu)建改進(jìn)的洛倫茲方程描述力矩平衡狀態(tài),提取最大李雅普諾夫特征指數(shù);將動態(tài)穩(wěn)定邊界、最大李雅普諾夫特征指數(shù)與預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入復(fù)合風(fēng)把側(cè)翻風(fēng)險系數(shù)輸入量子遺傳算法優(yōu)化器,通過適應(yīng)度函數(shù)生成決策指令集。[0010]作為本發(fā)明所述平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述通過液壓伺服控制器進(jìn)行動態(tài)負(fù)載調(diào)節(jié),獲取負(fù)載位姿參數(shù),具體步驟為,根據(jù)決策指令集,通過調(diào)整液壓缸的壓力和驅(qū)動速率,調(diào)節(jié)叉車負(fù)載的水平重心,推動貨叉沿導(dǎo)軌方向橫向移動;通過液壓伺服控制器,啟動貨叉高度調(diào)整功能,降低重心高度和貨叉高度直至負(fù)載高度與當(dāng)前車速滿足穩(wěn)定性條件;持續(xù)監(jiān)測周邊空間約束,根據(jù)障礙物檢測反饋切換為高度優(yōu)先調(diào)節(jié)模式,減少橫向移動以避免碰撞;執(zhí)行液壓伺服控制器調(diào)節(jié)后,獲取實時更新的負(fù)載位姿參數(shù)。[0011]作為本發(fā)明所述平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述驅(qū)動電機(jī)控制器實施扭矩矢量分配,介入制動能量回收單元,對內(nèi)側(cè)車輪施加可控緩釋制基于負(fù)載位姿參數(shù),計算前后扭矩分配方案,進(jìn)行扭矩矢量分配調(diào)整;介入制動能量回收單元,調(diào)整內(nèi)側(cè)車輪制動力,實施可控緩釋制動;采集調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)。[0012]作為本發(fā)明所述平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述對比理論預(yù)測模型進(jìn)行殘差分析,觸發(fā)殘差修正依據(jù)歷史預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包.使用深度學(xué)習(xí)算法建立叉車動力預(yù)測模型:通過工況模擬仿真,基于叉車動力預(yù)測模型獲取理論預(yù)測模型;將理論預(yù)測模型和車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行殘差分析,根據(jù)殘差分析結(jié)果觸發(fā)殘差6修正策略;實施殘差修正策略后,進(jìn)行重復(fù)殘差分析與修正,直到殘差分析結(jié)果滿足風(fēng)險閾值。[0013]第二方面,本發(fā)明提供了一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制系統(tǒng),包括,數(shù)據(jù)收集所述數(shù)據(jù)收集模塊,用于在叉車上安裝傳感器組,通過傳感器組采集叉車工況數(shù)所述風(fēng)險評估模塊,用于將預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入側(cè)翻風(fēng)險評估算法,計算靜態(tài)穩(wěn)定三角的邊界條件與動態(tài)側(cè)向力矩平衡,結(jié)合叉車工況數(shù)據(jù)生成側(cè)翻風(fēng)險系數(shù),輸出決策指令集;所述負(fù)載調(diào)節(jié)模塊,用于通過液壓伺服控制器進(jìn)行動態(tài)負(fù)載調(diào)節(jié),獲取負(fù)載位姿所述扭矩分配模塊,用于驅(qū)動電機(jī)控制器實施扭矩矢量分配,介入制動能量回收單元,對內(nèi)側(cè)車輪施加可控緩釋制動,獲得調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù);所述重復(fù)修正模塊,用于對比理論預(yù)測模型進(jìn)行殘差分析,觸發(fā)殘差修正策略,進(jìn)行重復(fù)控制。[0014]第三方面,本發(fā)明提供了一種計算機(jī)設(shè)備,包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲有計算機(jī)程序,其中:所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的任一步驟。[0015]第四方面,本發(fā)明提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì),其上存儲有計算機(jī)程序,其中:所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的任一步驟。[0016]本發(fā)明有益效果為:通過安裝傳感器組并預(yù)處理工況數(shù)據(jù),確保了實時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集與傳輸,為后續(xù)控制提供了可靠的信息基礎(chǔ)。通過側(cè)翻風(fēng)險評估算法動態(tài)評估風(fēng)險,并生成決策指令集,優(yōu)化了叉車在復(fù)雜工況下的穩(wěn)定性。通過液壓伺服控制器調(diào)整負(fù)載位姿,進(jìn)一步降低側(cè)翻風(fēng)險,同時提高了叉車的重心穩(wěn)定性。基于負(fù)載位姿參數(shù)進(jìn)行扭矩矢量分配,并介入制動能量回收,優(yōu)化了叉車的動力分配和能效。通過殘差分析與修正控制,進(jìn)行自我優(yōu)化,確保叉車在復(fù)雜環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。附圖說明[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的[0018]圖1為實施例1中平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的流程圖。[0019]圖2為實施例1中平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制系統(tǒng)的示意圖。具體實施方式[0020]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合說明書附圖對7本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明。[0021]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣,因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例,也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。[0023]實施例1,參照圖1和圖2,為本發(fā)明第一個實施例,該實施例提供了一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法,包括以下步驟:S1:在叉車上安裝傳感器組,通過傳感器組采集叉車工況數(shù)據(jù),經(jīng)過CAN總線傳輸至中央控制器并進(jìn)行預(yù)處理,獲取預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包。S1.1:在叉車上安裝慣性測量單元、車輪編碼器、貨叉壓力傳感器、激光雷達(dá)和攝[0025]具體的,慣性測量單元(IMU)安裝在叉車的中央或與叉車質(zhì)心接近的位置,用于實時檢測叉車的姿態(tài)角(如俯仰角、偏航角等),以及加速度和角速度。IMU可以精確測量叉車的動態(tài)行為,提供姿態(tài)變化數(shù)據(jù),幫助評估叉車在運(yùn)動中的穩(wěn)定性。[0026]每個車輪上安裝車輪編碼器,用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速。車輪轉(zhuǎn)速是判斷叉車在行駛過程中是否存在異?;苹蜻^載等情況的重要數(shù)據(jù)。通過編碼器反饋的車輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù),可以精準(zhǔn)計算叉車的運(yùn)動狀態(tài)及相對地面滑移。[0027]貨叉壓力傳感器安裝在貨叉處,用于測量貨叉受載壓力,進(jìn)而推算負(fù)載重量。貨叉壓力傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)控叉車的負(fù)載情況,對負(fù)載過重或不均勻分布的情況做出預(yù)警。[0028]激光雷達(dá)安裝于叉車前部或頂部,用于實時掃描周圍環(huán)境,獲取障礙物的距離信息。激光雷達(dá)可以檢測到環(huán)境中的靜態(tài)和動態(tài)障礙物,并實時傳輸障礙物距離信息,為叉車的行駛路徑規(guī)劃提供依據(jù)。[0029]攝像頭安裝在叉車前部和后部,用于提供實時圖像數(shù)據(jù),輔助障礙物檢測和車周圍環(huán)境的監(jiān)控。攝像頭可以與激光雷達(dá)聯(lián)合使用,優(yōu)化障礙物識別精度,尤其在復(fù)雜環(huán)境中有較好表現(xiàn)。[0031]具體的,傳感器組通過CAN總線(控制器局域網(wǎng)絡(luò))將各類傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳輸至叉車的中央控制器。CAN總線作為標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議,具有較強(qiáng)的抗干擾能力和較高的傳輸速率,能夠在叉車運(yùn)行過程中保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性與穩(wěn)定性。[0032]S1.2.1:叉車工況數(shù)據(jù)包括叉車姿態(tài)角、車輪轉(zhuǎn)速、負(fù)載重量及分布、地形坡度和障礙物距離。[0033]S1.3:使用卡爾曼濾波算法對叉車工況數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理。[0034]具體的,卡爾曼濾波器是一種基于遞歸算法的濾波器,適用于處理線性或近線性系統(tǒng)中的噪聲數(shù)據(jù)。卡爾曼濾波器能夠?qū)τ蓚鞲衅鲾?shù)據(jù)提供的叉車狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測和修正,去除測量過程中的隨機(jī)噪聲和誤差。[0035]S1.4:對去噪處理后的叉車工況數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,整合為預(yù)處理叉車工況數(shù)8[0037]標(biāo)準(zhǔn)化處理后的各項叉車工況數(shù)據(jù)通過整合,形成統(tǒng)一的預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性,為后續(xù)的防側(cè)翻控制提供了可靠的基礎(chǔ),從而增強(qiáng)了叉車在復(fù)雜環(huán)[0039]S2:將預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入側(cè)翻風(fēng)險評估算法,計算靜態(tài)穩(wěn)定三角的邊界S2.1:基于動態(tài)勢能場理論重構(gòu)穩(wěn)定邊界并結(jié)合預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包,建立以系數(shù),p;(θ)為第個網(wǎng)格到θ方向虛擬邊界的歐氏距離,α為貨叉高度變化率影響因子,9[0043]優(yōu)選的,通過混沌動力學(xué)分析,可以更加準(zhǔn)確地反映叉車在復(fù)雜工況下的力矩平衡狀態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性,尤其能在考慮動態(tài)變化和擾動的情況下,及時捕捉到側(cè)翻的潛在風(fēng)[0044]S2.3:將動態(tài)穩(wěn)定邊界、最大李雅普諾夫特征指數(shù)與預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入[0046]S2.4:把側(cè)翻風(fēng)險系數(shù)輸入量子遺傳算法優(yōu)化器,通過適應(yīng)度函數(shù)生成決策指令傳算法在20維解空間中篩選出使F最大化的負(fù)載調(diào)節(jié)矢量、扭矩差分配和主動轉(zhuǎn)向角參數(shù)變化幅度的平方和,通過權(quán)重w?限制控制指令的劇烈波動;分母W?+W2實現(xiàn)歸一化,確保適應(yīng)度值F∈[0,1],便于算法比較解的優(yōu)劣。之間的平衡效果;高適應(yīng)度個體(F趨近1)表示該指令集既能降低側(cè)翻風(fēng)險(小),又保持控制平穩(wěn)合風(fēng)險函數(shù)通過綜合多個因素(如穩(wěn)定邊界、最大李雅普諾夫特征指數(shù)和地形信息),提供11[0059]具體的,啟動貨叉高度調(diào)整功能,通過液壓伺服控制器調(diào)節(jié)貨叉的高度,降低叉車的重心高度。液壓控制器實時監(jiān)控車速并對貨叉高度進(jìn)行調(diào)整,確保叉車重心高度與車速[0060]S3.3:持續(xù)監(jiān)測周邊空間約束,根據(jù)障礙物檢測反饋切換為高度優(yōu)先調(diào)節(jié)模式,減少橫向移動以避免碰撞。[0061]具體的,持續(xù)監(jiān)測周邊空間,實時獲取障礙物的反饋信息。若檢測到障礙物或狹窄來避免與障礙物發(fā)生碰撞。[0062]S3.4:執(zhí)行液壓伺服控制器調(diào)節(jié)后,獲取實時更新的負(fù)載位姿參數(shù)。[0063]具體的,通過液壓伺服控制器調(diào)節(jié)后,中央控制單元會獲取實時更新的負(fù)載位姿控制單元,用于下一步的風(fēng)險評估和控制調(diào)整。[0064]較佳的,通過精確的液壓伺服控制和實時反饋機(jī)制,實現(xiàn)了叉車的動態(tài)負(fù)載調(diào)節(jié)與穩(wěn)定性控制。通過調(diào)整液壓缸壓力和驅(qū)動速率,精細(xì)調(diào)節(jié)負(fù)載的水平重心,確保叉車在動態(tài)過程中保持穩(wěn)定。貨叉高度的實時調(diào)節(jié)與車速匹配,避免因重心過高導(dǎo)致的傾覆風(fēng)險。同時,通過障礙物檢測與“高度優(yōu)先調(diào)節(jié)模式”有效避免碰撞,確保叉車在狹小空間中的安全運(yùn)行。實時更新的負(fù)載位姿參數(shù)反饋,為中央控制單元提供了動態(tài)調(diào)整的依據(jù),進(jìn)一步優(yōu)化叉車的穩(wěn)定性與安全性。這些措施極大提升了叉車在復(fù)雜環(huán)境中的作業(yè)效率和安全性。[0065]S4:驅(qū)動電機(jī)控制器實施扭矩矢量分配,介入制動能量回收單元,對內(nèi)側(cè)車輪施加可控緩釋制動,獲得調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)。S4.1:基于負(fù)載位姿參數(shù),計算前后扭矩分配方案,進(jìn)行扭矩矢量分配調(diào)整。[0067]具體的,基于之前獲取的負(fù)載位姿參數(shù)(如負(fù)載的橫向位置、高度、車速等),根據(jù)叉車的工作狀態(tài)與動態(tài)要求,計算前后輪的扭矩分配方案。系統(tǒng)將考慮負(fù)載分布、叉車的當(dāng)前速度、路面摩擦等因素,確保前后車輪獲得合適的扭矩輸出,以優(yōu)化叉車的動力性能和穩(wěn)定性。通過扭矩矢量分配,調(diào)整前后車輪的扭矩分布,實現(xiàn)橫向穩(wěn)定性和車輛轉(zhuǎn)向控制。調(diào)整過程使用閉環(huán)控制方式,實時修正扭矩分配以適應(yīng)環(huán)境變化和負(fù)載變化。[0068]S4.2:介入制動能量回收單元,調(diào)[0069]具體的,在叉車轉(zhuǎn)彎或作業(yè)過程中,內(nèi)側(cè)車輪可能由于負(fù)載不均或側(cè)傾的風(fēng)險而出現(xiàn)滑移。通過制動能量回收單元,首先監(jiān)測內(nèi)側(cè)車輪的滑移狀態(tài),并計算所需的制動力大小。根據(jù)計算結(jié)果,調(diào)節(jié)內(nèi)側(cè)車輪的制動系統(tǒng),并逐步施加緩釋制動。這一過程通過控制內(nèi)側(cè)車輪的制動力,減小橫向滑移,同時實現(xiàn)制動能量回收,提高能效。制動過程采用漸進(jìn)式施加與解除,以確保車輪穩(wěn)定性和避免突然制動引起的危險。[0070]S4.3:采集調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)。[0071]具體的,在進(jìn)行扭矩分配和制動調(diào)整后,通過車輪編碼器或其他運(yùn)動傳感器實時采集車輪的運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)。這些運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)包括車輪的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向角度、滑移率等。這些數(shù)據(jù)將反饋給中央控制單元,用于進(jìn)一步調(diào)整控制策略。采集的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)將用于評估扭矩分配和制動調(diào)整的效果,確保車輛處于最優(yōu)穩(wěn)定狀態(tài),并為下一步的動態(tài)控制和風(fēng)險評估提供依據(jù)。[0072]較佳的,通過基于負(fù)載位姿參數(shù)進(jìn)行扭矩矢量分配和制動能量回收,有效提升了叉車的操作性能與安全性。通過精確計算前后扭矩分配,優(yōu)化了叉車的動力輸出與穩(wěn)定性,確保了叉車在不同負(fù)載與動態(tài)環(huán)境下的平衡性和操控性。同時,通過介入制動能量回收單元,對內(nèi)側(cè)車輪實施可控緩釋制動,減少滑移,提升能效并降低事故風(fēng)險。實時采集車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù),幫助動態(tài)調(diào)整控制策略,確保叉車在復(fù)雜環(huán)境下始終保持最佳穩(wěn)定性與安全性。[0073]S5:對比理論預(yù)測模型進(jìn)行殘差分析,觸發(fā)殘差修正策略,進(jìn)行重復(fù)控制。S5.1:依據(jù)歷史預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包,使用深度學(xué)習(xí)算法建立叉車動力預(yù)測模[0075]具體的,依據(jù)歷史預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包建立動力預(yù)測模型,首先對叉車姿態(tài)角、車輪轉(zhuǎn)速、負(fù)載分布、地形坡度及障礙物距離等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理,通過滑動時間窗口(1秒間隔)構(gòu)建時序特征矩陣。采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),使用LSTM層提取車輪轉(zhuǎn)速與姿態(tài)角的時序關(guān)聯(lián),CNN分支處理負(fù)載分布的空間特征,融合層整合地形坡度梯度與障礙物距離的動態(tài)影響。動力預(yù)測模型訓(xùn)練采用Adam優(yōu)化器,以實際動力輸出與預(yù)測值的均方誤差為損失函數(shù),結(jié)合早停法防止過擬合。最終動力預(yù)測模型輸出液壓系統(tǒng)壓力梯度與驅(qū)動速率調(diào)整量,持續(xù)更新權(quán)重,實現(xiàn)變工況下的自適應(yīng)動力匹配。驗證階段引入振動傳感器數(shù)據(jù)交叉驗證,確保預(yù)測誤差控制在±5%內(nèi)。[0076]S5.2:通過工況模擬仿真,基于叉車動力預(yù)測模型獲取理論預(yù)測模型。[0077]具體的,利用叉車動力預(yù)測模型,在工況模擬仿真環(huán)境中運(yùn)行叉車模型,模擬不同車在理想狀態(tài)下的理論性能基準(zhǔn),并可用于后續(xù)與實際車輪運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行對比分析。[0078]S5.3:將理論預(yù)測模型和車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行殘差分析,根據(jù)殘差分析結(jié)果觸發(fā)殘差修正策略。[0079]具體的,在實際運(yùn)行過程中,通過車輪編碼器和其他運(yùn)動傳感器獲取叉車的實際運(yùn)動狀態(tài)參數(shù),包括車輪轉(zhuǎn)速、橫向滑移率、縱向加速度等。將這些實際參數(shù)與理論預(yù)測模型中的結(jié)果進(jìn)行對比,計算殘差(即理論預(yù)測值與實際測量值之間的差異)。殘差分析可以揭示出在實際操作中存在的偏差或誤差,包括由于環(huán)境變化、負(fù)載不均、操控誤差等因素引起的偏差。[0080]S5.4:實施殘差修正策略后,進(jìn)行重復(fù)殘差分析與修正,直到殘差分析結(jié)果滿足風(fēng)險閾值。[0081]具體的,一旦殘差分析結(jié)果偏差超出預(yù)設(shè)的閾值(10%以上,閾值根據(jù)歷史經(jīng)驗設(shè)定),將觸發(fā)殘差修正策略。該策略包括以下調(diào)整:調(diào)整扭矩分配:根據(jù)殘差分析結(jié)果,調(diào)整前后車輪的扭矩分配,修正車輪轉(zhuǎn)速的差調(diào)整制動和加速控制:對于因負(fù)載不均或車速變化引起的偏差,調(diào)整制動或加速動態(tài)修正行駛路徑:通過改變叉車的轉(zhuǎn)向角度或軌跡,修正橫向運(yùn)動中的滑移或失穩(wěn)現(xiàn)象。[0082]實施殘差修正后,繼續(xù)監(jiān)測車輪運(yùn)動狀態(tài)并進(jìn)行再次殘差分析。如果修正后的殘[0083]較佳的,通過深度學(xué)習(xí)與殘差修正策略的結(jié)合,實時分析叉車的動態(tài)控制,確保叉車在各種工況下的穩(wěn)定性與安全性。通過建立叉車動力預(yù)測模型和工況仿真,能夠精準(zhǔn)預(yù)測叉車的行為,提供理論基準(zhǔn);通過對比理論模型和實際車輪運(yùn)動狀態(tài),進(jìn)行殘差分析,及確保叉車穩(wěn)定運(yùn)行。提高了叉車的魯棒性、操作效率和能效,為叉車的智能控制提供了強(qiáng)大的支持。[0084]本實施例還提供一種平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制系統(tǒng),包括:數(shù)據(jù)收集模塊,用于在叉車上安裝傳感器組,通過傳感器組采集叉車工況數(shù)據(jù),經(jīng)過CAN總線傳輸至中央控制器并進(jìn)行預(yù)處理,獲取預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包;風(fēng)險評估模塊,用于將預(yù)處理叉車工況數(shù)據(jù)包輸入側(cè)翻風(fēng)險評估算法,計算靜態(tài)穩(wěn)定三角的邊界條件與動態(tài)側(cè)向力矩平衡,結(jié)合叉車工況數(shù)據(jù)生成側(cè)翻風(fēng)險系數(shù),輸出決策指令集;負(fù)載調(diào)節(jié)模塊,用于通過液壓伺服控制器進(jìn)行動態(tài)負(fù)載調(diào)節(jié),獲取負(fù)載位姿參數(shù);扭矩分配模塊,用于驅(qū)動電機(jī)控制器實施扭矩矢量分配,介入制動能量回收單元,對內(nèi)側(cè)車輪施加可控緩釋制動,獲得調(diào)整后的車輪運(yùn)動狀態(tài)參數(shù);重復(fù)修正模塊,用于對比理論預(yù)測模型進(jìn)行殘差分析,觸發(fā)殘差修正策略,進(jìn)行重復(fù)控[0085]本實施例還提供一種計算機(jī)設(shè)備,適用于平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法的情況,包括:存儲器和處理器;存儲器用于存儲計算機(jī)可執(zhí)行指令,處理器用于執(zhí)行計算機(jī)可執(zhí)行指令,實現(xiàn)如上述實施例提出的平衡式重式叉車的防側(cè)翻控制方法。[0086]該計算機(jī)設(shè)備可以是終端,該計算機(jī)設(shè)備包括通過系統(tǒng)總線連接的處理器、存儲該計算機(jī)設(shè)備的存儲器包括非易失性存儲介質(zhì)、內(nèi)存儲器。該非易失性存儲介質(zhì)存儲有操作系統(tǒng)和計算機(jī)程序。該內(nèi)存儲器為非易失性存儲介質(zhì)中的操作系統(tǒng)和計算機(jī)程序的運(yùn)行提供環(huán)境。該計算機(jī)設(shè)備的通信接口用于與外部的終端進(jìn)行有線或無線方式的通信,無線方式可通過WIFI、運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)、NFC(近場通信)或其他技術(shù)實現(xiàn)。該計算機(jī)設(shè)備的顯示屏可

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