汽车驾驶机器人多机械手协调控制研究

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1、第9期陈　刚等：汽车驾驶机器人多机械手协调控制研究1623第9期陈　刚等：汽车驾驶机器人多机械手协调控制研究1623第9期陈　刚等：汽车驾驶机器人多机械手协调控制研究1623汽车驾驶机器人多机械手协调控制研究*陈　刚，张为公，龚宗洋，孙　伟，赵马泉(东南大学仪器科学与工程学院　南京　210096)摘　要：汽车驾驶机器人研究中的一个关键问题就是多机械手的协调控制。为了实现驾驶机器人换档机械手和油门、离合、制动机械腿的综合协调控制，最终实现对给定循环行驶工况的车速跟踪，首先建立了基于SaridisG

2、N三级控制架构的驾驶机器人递阶控制模型体系结构，然后在此基础上提出了驾驶机器人多机械手协调控制方法，并设计了油门/离合器协调控制器和油门/制动切换控制器。试验结果表明，本文提出的方法能合理协调控制汽车驾驶机器人油门、制动、离合机械腿和换挡机械手，实现了车辆的平稳起步，平顺换挡以及对给定车速的跟踪。关键词：汽车；驾驶机器人；多机械手；协调控制中图分类号：TP273U467.5　　文献标识码：A　　国家标准学科分类代码：510.8050580.2010Coordinatedcontrolofmult

3、iplemanipulatorsforvehiclerobotdriverChenGang,ZhangWeigong,GongZongyang,SunWei,ZhaoMaquan(SchoolofInstrumentScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract：Coordinatedcontrolofmultiplemanipulatorsisoneofthekeytechnologiesforveh

4、iclerobotdriver.Torealizecoordinatedcontroloftheshiftmanipulator,throttlepedal,clutchpedalandbrakepedalforrobotdriverandtoachievespeedtrackingingivendrivingtestcycle,asystemstructureofhierarchicalcontrolmodelforrobotdriverbasedonSaridisGNthree-levelc

5、ontrolarchitectureisestablishedinthispaper.Onthebasisofthisstructure,acoordinatedcontrolmethodofmultiplemanipulatorsforrobotdriverisproposed.Andthenthrottleandclutchcoordinatedcontrollerandthrottleandbrakeswitchingcontrolleraredesigned.Experimentalre

6、sultsofrealvehicledemonstratethattheproposedmethodcanachievecoordinatedcontrolofshiftmanipulator,throttlepedal,clutchpedalandbrakepedalforvehiclerobotdriver.Stationarystartup,smoothshiftandspeedtrackingofgivenspeedarerealizedusingtheproposedmethod.Ke

7、ywords：vehicle;robotdriver;multiplemanipulator;coordinatedcontrol第9期陈　刚等：汽车驾驶机器人多机械手协调控制研究18371　引　　言随着汽车工业的发展，人类对汽车的性能要求越来越高，需要借助于大量的试验来改进设计，而汽车试验中的许多项目，由于重复性强、持续时间长、危险性大、工作环境恶劣，更适合由机器人来操作。驾驶机器人是在汽车试验中代替人类驾驶员进行驾驶操作的工业机器人。国外驾驶机器人的关键技术还处在保密阶段，目前只有少数几个发

8、达国家拥有该项技术，主要有德国申克SCHENCK、大众、STÄHLE，美国LBECO，英国MIRA、FroudeConsine，日本的HORIBA、NissanMotor、AUTOMAX等公司，以及比利时Katholieke大学。国内主要有东南大学与南京汽车研究所联合研制成功的、具有自主知识产权的DNC-1型和DNC-2型驾驶机器人。采用驾驶机器人进行汽车试验不仅可以降低试验人员的劳动强度，减少试验费用，提高试验效率，而且能消除人为因素的影响，保证试验数据的准确度和有效性[1]。收稿日期：200