“駛智不渝”——福州大學(xué)團(tuán)隊(duì)重型車(chē)輛智能轉(zhuǎn)向技術(shù)突破

重型多軸車(chē)輛是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可或缺的核心工程裝備 ，是支撐國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要力量。近年來(lái)，隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，重型多軸車(chē)輛因其更高的承載能力和適應(yīng)特殊運(yùn)輸需求的能力，廣泛應(yīng)用于大型風(fēng)電設(shè)備安裝、超重預(yù)制梁運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)合，在各類(lèi)重大工程項(xiàng)目中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

重型多軸車(chē)輛應(yīng)用場(chǎng)景圖

圖片來(lái)源：中聯(lián)重科官網(wǎng)

重型多軸車(chē)輛與普通道路運(yùn)輸車(chē)輛在軸數(shù)、承載能力、車(chē)身長(zhǎng)度等關(guān)鍵參數(shù)上存在顯著差異，因而它們有著不同的適用場(chǎng)景。重型多軸車(chē)輛主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)向靈活、驅(qū)動(dòng)強(qiáng)勁、穩(wěn)定性好；承載與通行能力卓越，安全性高；工作效率與經(jīng)濟(jì)效益突出。然而一方面，隨著重型多軸車(chē)輛的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的駕駛方式難以應(yīng)對(duì)車(chē)輛尺寸和重量的巨大變化，導(dǎo)致車(chē)輛行駛過(guò)程中常出現(xiàn)技術(shù)性和安全性問(wèn)題，另一方面隨著智能化與綠色化技術(shù)的整體提升，重型多軸車(chē)輛底盤(pán)技術(shù)又表現(xiàn)出巨大的發(fā)展空間。

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重型多軸轉(zhuǎn)向車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制

杜恒, 劉祺慧, 魏凌濤著

北京: 科學(xué)出版社, 2026. 1

ISBN 978-7-03-082937-5

福州大學(xué)杜恒教授、劉祺慧博士和魏凌濤副教授從現(xiàn)有的理論與研究成果出發(fā)，深入探討重型多軸轉(zhuǎn)向車(chē)輛的動(dòng)力學(xué)特性，從建模、分析、控制等多個(gè)維度系統(tǒng)梳理與重構(gòu)重型多軸轉(zhuǎn)向車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制的研究框架。三位學(xué)者合著《重型多軸轉(zhuǎn)向車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制》,為提升重型多軸轉(zhuǎn)向車(chē)輛的操縱性及復(fù)雜工況下的穩(wěn)定性提供理論支撐，推動(dòng)重型多軸轉(zhuǎn)向車(chē)輛在無(wú)人化、智能化技術(shù)方面的突破與創(chuàng)新。

重型多軸車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制理論研究框架

模型建立對(duì)應(yīng)本書(shū)第2章與第3章內(nèi)容。通過(guò)傳統(tǒng)物理和機(jī)器學(xué)習(xí)等方法建立包括車(chē)輪、車(chē)身、懸架及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的子系統(tǒng)模型。先根據(jù)各輪受力將其轉(zhuǎn)換為7 + n自由度模型，再按理想轉(zhuǎn)向約束條件進(jìn)行簡(jiǎn)化，最終將整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型化為理想化的2自由度模型。

整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型自由度簡(jiǎn)化的思路

重型多軸車(chē)輛平順性仿真

重型多軸車(chē)輛操縱穩(wěn)定性仿真

模型分析對(duì)應(yīng)本書(shū)第4章內(nèi)容。基于模型假設(shè)條件構(gòu)建各工況下車(chē)輛的動(dòng)力學(xué)模型并對(duì)其響應(yīng)特性、穩(wěn)定性等進(jìn)行分析，這些參數(shù)既可作為控制性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，也可反向指導(dǎo)整車(chē)優(yōu)化設(shè)計(jì)。運(yùn)動(dòng)學(xué)模型可通過(guò)動(dòng)力學(xué)模型退化而得，進(jìn)而對(duì)比兩類(lèi)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(tài)最大李雅普諾夫指數(shù)的求解結(jié)果

車(chē)輛控制對(duì)應(yīng)本書(shū)第5章與第6章內(nèi)容。通過(guò)分析比較提出基于零質(zhì)心側(cè)偏角、最小輪胎滑移能耗、最大穩(wěn)定裕度、輪胎力均勻一致性及特殊轉(zhuǎn)角的配置方案與模型，為整車(chē)穩(wěn)定性控制奠定基礎(chǔ)。針對(duì)車(chē)輛軌跡跟蹤控制和穩(wěn)定性控制，提出模型預(yù)測(cè)控制、模糊自適應(yīng)PID控制、線性二次型控制、滑模控制和結(jié)構(gòu)奇異值綜合魯棒控制模型。

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

實(shí)車(chē)試驗(yàn)對(duì)應(yīng)本書(shū)第7章內(nèi)容。對(duì)轉(zhuǎn)角配置方案進(jìn)行輪胎力分配控制和實(shí)車(chē)驗(yàn)證，結(jié)果滿(mǎn)足新一代智能化重型多軸車(chē)輛循跡精準(zhǔn)、行駛穩(wěn)定及駕駛安全要求。

六軸車(chē)輛復(fù)雜極端工況實(shí)車(chē)測(cè)試

多軸實(shí)驗(yàn)樣車(chē)組裝測(cè)試

多行駛模式實(shí)車(chē)測(cè)試

流體動(dòng)力與電液智能控制福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(福州大學(xué))的成員為本書(shū)的寫(xiě)作提供了相關(guān)素材，并參與了本書(shū)部分章節(jié)內(nèi)容的建模、仿真、試驗(yàn)及編寫(xiě)校對(duì)工作。近期，實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)“重型車(chē)輛智能轉(zhuǎn)向”這一課題，先后攻克“可實(shí)時(shí)解算的閉環(huán)感知”“可拓展模塊化轉(zhuǎn)向軸精準(zhǔn)控制”“可分布式計(jì)算的底盤(pán)域變軸協(xié)調(diào)行駛”三大核心技術(shù)，研發(fā)出的智能軸模塊可根據(jù)運(yùn)輸需求，行駛狀態(tài)監(jiān)測(cè)響應(yīng)從秒級(jí)進(jìn)入毫秒級(jí)，整車(chē)轉(zhuǎn)場(chǎng)效率提升66.7%。

智能軸模塊協(xié)同算法調(diào)試

團(tuán)隊(duì)部分成員

本書(shū)可為相關(guān)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、企業(yè)研發(fā)人員及高校師生提供參考，也可為研究人員系統(tǒng)性學(xué)習(xí)和深入探究相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)提供參考。

重型多軸轉(zhuǎn)向車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制

杜恒, 劉祺慧, 魏凌濤著

北京: 科學(xué)出版社, 2026. 1

ISBN 978-7-03-082937-5

責(zé)任編輯：裴 育 白 宇

（本文編輯：劉四旦）

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