摘要:針對拖掛式大載荷特種車輛作業(yè)自動化以及高精度安全作業(yè)需求,,以大載荷牽引車為對象,,設(shè)計了一套拖掛式機(jī)組自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)。車載程控系統(tǒng)采用模塊化分布式系統(tǒng),,通過CAN總線實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各模塊間通信,,遠(yuǎn)程運(yùn)管平臺與車載程控終端之間采用TCP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)管平臺與車載程控系統(tǒng)間信息交互,。建立拖掛式特種車輛的運(yùn)動學(xué)模型,,分析牽引作業(yè)時被牽引機(jī)具的牽引狀態(tài)和最小轉(zhuǎn)彎半徑。針對傳統(tǒng)純追蹤算法中固定前視距離缺陷,,本文根據(jù)當(dāng)前牽引車實(shí)時速度,、追蹤路徑曲率、航向等信息動態(tài)計算前視距離,,將固定前視距離改進(jìn)為動態(tài)前視距離追蹤,,由單參數(shù)變?yōu)槎鄥?shù)進(jìn)行優(yōu)化控制參數(shù),顯著提高了軌跡追蹤精度,;使用隨機(jī)森林算法對軌跡追蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取,,根據(jù)各個特征重要性指標(biāo)權(quán)重,修改算法參數(shù),。在試驗(yàn)場地為水平傾斜度最大為2°的空曠的水泥跑道上,,牽引車質(zhì)量2t,被牽引機(jī)具質(zhì)量10t,、長22m,,且牽引機(jī)組設(shè)計要求最大行駛速度為6km/h、最大橫向偏差為50cm,。根據(jù)復(fù)雜路徑試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析,,系統(tǒng)糾偏響應(yīng)時延最大為84ms,牽引機(jī)組絕對橫向誤差最大為37.14cm,,平均絕對誤差為14.91cm,,滿足大載荷拖掛作業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用要求。