“駛智不渝”——福州大學團隊重型車輛智能轉向技術突破

重型多軸車輛是國民經濟建設中不可或缺的核心工程裝備 ，是支撐國家基礎設施建設的重要力量。近年來，隨著工業化和城市化進程的加快，重型多軸車輛因其更高的承載能力和適應特殊運輸需求的能力，廣泛應用于大型風電設備安裝、超重預制梁運輸等場合，在各類重大工程項目中發揮著至關重要的作用。

重型多軸車輛應用場景圖

圖片來源：中聯重科官網

重型多軸車輛與普通道路運輸車輛在軸數、承載能力、車身長度等關鍵參數上存在顯著差異，因而它們有著不同的適用場景。重型多軸車輛主要具有以下優點：轉向靈活、驅動強勁、穩定性好；承載與通行能力卓越，安全性高；工作效率與經濟效益突出。然而一方面，隨著重型多軸車輛的不斷發展，傳統的駕駛方式難以應對車輛尺寸和重量的巨大變化，導致車輛行駛過程中常出現技術性和安全性問題，另一方面隨著智能化與綠色化技術的整體提升，重型多軸車輛底盤技術又表現出巨大的發展空間。

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重型多軸轉向車輛運動控制

杜恒, 劉祺慧, 魏凌濤著

北京: 科學出版社, 2026. 1

ISBN 978-7-03-082937-5

福州大學杜恒教授、劉祺慧博士和魏凌濤副教授從現有的理論與研究成果出發，深入探討重型多軸轉向車輛的動力學特性，從建模、分析、控制等多個維度系統梳理與重構重型多軸轉向車輛運動控制的研究框架。三位學者合著《重型多軸轉向車輛運動控制》,為提升重型多軸轉向車輛的操縱性及復雜工況下的穩定性提供理論支撐，推動重型多軸轉向車輛在無人化、智能化技術方面的突破與創新。

重型多軸車輛運動控制理論研究框架

模型建立對應本書第2章與第3章內容。通過傳統物理和機器學習等方法建立包括車輪、車身、懸架及轉向機構的子系統模型。先根據各輪受力將其轉換為7 + n自由度模型，再按理想轉向約束條件進行簡化，最終將整車動力學模型化為理想化的2自由度模型。

整車動力學模型自由度簡化的思路

重型多軸車輛平順性仿真

重型多軸車輛操縱穩定性仿真

模型分析對應本書第4章內容。基于模型假設條件構建各工況下車輛的動力學模型并對其響應特性、穩定性等進行分析，這些參數既可作為控制性能的評價指標，也可反向指導整車優化設計。運動學模型可通過動力學模型退化而得，進而對比兩類模型在不同工況下的特征和適用情況。

不同縱向速度條件下瞬態最大李雅普諾夫指數的求解結果

車輛控制對應本書第5章與第6章內容。通過分析比較提出基于零質心側偏角、最小輪胎滑移能耗、最大穩定裕度、輪胎力均勻一致性及特殊轉角的配置方案與模型，為整車穩定性控制奠定基礎。針對車輛軌跡跟蹤控制和穩定性控制，提出模型預測控制、模糊自適應PID控制、線性二次型控制、滑模控制和結構奇異值綜合魯棒控制模型。

控制系統結構框架

實車試驗對應本書第7章內容。對轉角配置方案進行輪胎力分配控制和實車驗證，結果滿足新一代智能化重型多軸車輛循跡精準、行駛穩定及駕駛安全要求。

六軸車輛復雜極端工況實車測試

多軸實驗樣車組裝測試

多行駛模式實車測試

流體動力與電液智能控制福建省高校重點實驗室(福州大學)的成員為本書的寫作提供了相關素材，并參與了本書部分章節內容的建模、仿真、試驗及編寫校對工作。近期，實驗室團隊瞄準“重型車輛智能轉向”這一課題，先后攻克“可實時解算的閉環感知”“可拓展模塊化轉向軸精準控制”“可分布式計算的底盤域變軸協調行駛”三大核心技術，研發出的智能軸模塊可根據運輸需求，行駛狀態監測響應從秒級進入毫秒級，整車轉場效率提升66.7%。

智能軸模塊協同算法調試

團隊部分成員

本書可為相關專業領域的工程技術人員、企業研發人員及高校師生提供參考，也可為研究人員系統性學習和深入探究相關領域知識提供參考。

重型多軸轉向車輛運動控制

杜恒, 劉祺慧, 魏凌濤著

北京: 科學出版社, 2026. 1

ISBN 978-7-03-082937-5

責任編輯：裴 育 白 宇

（本文編輯：劉四旦）

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