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AWIDAWIS高速高机动平台控制系统研究与实现
摘要
AWIDAWIS（All-WheelIndependentDriveandWheelIndependentSteering）高速高机动平台是一种具有独立驱动与独立转向功能的车辆平台，其独特的设计使得其能够在高速、高机动性场合中表现出色，并具有极强的应用前景。本文针对AWIDAWIS高速高机动平台控制系统的研究进行了深入探讨，主要包括平台结构、控制策略、系统硬件设计等方面，最终实现了AWIDAWIS高速高机动平台的误差补偿、路径跟踪和动态控制等功能。实验结果表明，控制系统设计的合理性和可靠性，为AWIDAWIS高速高机动平台在实际应用场合中发挥良好的性能提供了充分保障。
关键词：AWIDAWIS、高速高机动平台、控制系统、误差补偿、路径跟踪、动态控制
ABSTRACT
TheAWIDAWIS(All-WheelIndependentDriveandWheelIndependentSteering)high-speedandhigh-mobilityplatformisavehicleplatformwithindependentdriveandindependentsteeringfunctions.Itsuniquedesignenablesittoperformwellinhigh-speedandhigh-mobilitysituations,andithasstrongapplicationprospects.Inthispaper,thecontrolsystemofAWIDAWIShigh-speedandhigh-mobilityplatformisstudiedindepth,includingplatformstructure,controlstrategy,systemhardwaredesign,etc.,andfinally,theerrorcompensation,pathtracking,anddynamiccontrolfunctionsofAWIDAWIShigh-speedandhigh-mobilityplatformarerealized.TheexperimentalresultsshowthattherationalityandreliabilityofthecontrolsystemdesigncanprovidesufficientguaranteeforAWIDAWIShigh-speedandhigh-mobilityplatformtoperformwellinactualapplicationsituations.
KEYWORDS:AWIDAWIS,high-speedandhigh-mobilityplatform,controlsystem,errorcompensation,pathtracking,dynamiccontrol
一、引言
2002年，美国陆军研究实验室（ARL）提出了一种新型高速高机动平台——All-WheelIndependentDriveandWheelIndependentSteering（AWIDAWIS），这种车辆平台采用了四个独立的齿轮电机作为动力源，控制系统能实现前后轮的独立驱动和左右轮的独立转向，具有高度的机动性和适应性。
AWIDAWIS高速高机动平台是未来车辆平台发展的一个重要方向，其广泛的应用前景使得控制系统的研究成为实现车辆性能优化的关键。本文主要研究AWIDAWIS高速高机动平台的控制系统，对其结构、控制策略、系统硬件设计等方面进行详细的探讨，并通过仿真和实验验证其可行性和有效性。
二、AWIDAWIS高速高机动平台结构
AWIDAWIS高速高机动平台采用了卡车底盘作为基础平台，并配备了四个独立齿轮电机作为动力源。平台采用前后独立悬挂系统，使得平台有更大的接地面积和更高的行驶稳定性。同时，AWIDAWIS高速高机动平台还采用了四轮独立转向系统，能实现前后轮的独立驱动和左右轮的独立转向，从而实现更高效的转向控制。
图1AWIDAWIS高速高机动平台结构图
三、AWIDAWIS高速高机动平台控制策略
AWIDAWIS高速高机动平台的控制策略包括误差补偿、路径跟踪和动态控制三部分。其中，误差补偿主要通过PID控制器实现，能够实现较为精确的轮速跟踪和位置控制；路径跟踪主要采用预警控制器，实现在高速移动中的轨迹控制；动态控制主要采用模型参考控制器，实现车辆的动态平衡和稳定控制。
四、AWIDAWIS高速高机动平台控制系统硬件设计
AWIDAWIS高速高机动平台的控制系统硬件设计主要包括传感器、执行机构和控制器等部分。其中，传感器主要用于数据采集和反馈控制，包括轮速传感器、转角传感