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龍圖騰網恭喜武漢理工大學;武漢理工大學三亞科教創新園申請的專利一種港口智能水平運輸車輛的縱橫向控制方法與系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN118092415B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-01發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202311614271.1，技術領域涉及：G05D1/43；該發明授權一種港口智能水平運輸車輛的縱橫向控制方法與系統是由李文鋒;張強;賀利軍設計研發完成，并于2023-11-27向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種港口智能水平運輸車輛的縱橫向控制方法與系統在說明書摘要公布了：本發明公開了一種港口智能水平運輸車輛的縱橫向控制方法及系統，包括：通過對港口智能水平運輸車輛系統性能進行統一設定，建立港口智能水平運輸車輛橫向二自由度單軌動力學模型；依據港口智能水平運輸車輛實際作業工況，構建港口智能水平運輸車輛橫縱向控制系統；基于港口智能水平運輸車輛橫縱向控制系統分別設計所述港口智能水平運輸車輛橫縱向控制系統中的干擾觀測器和對應滑模控制器，實現車輛的分層解耦控制。本發明可顯著提高系統魯棒性，行車安全性，控制精度以及集裝箱轉運效率。

本發明授權一種港口智能水平運輸車輛的縱橫向控制方法與系統在權利要求書中公布了：1.一種港口智能水平運輸車輛的縱橫向控制方法，其特征在于，包括：通過對港口智能水平運輸車輛系統性能進行統一設定，建立港口智能水平運輸車輛橫向二自由度單軌動力學模型；依據港口智能水平運輸車輛實際作業工況，構建港口智能水平運輸車輛橫縱向控制系統；基于港口智能水平運輸車輛橫縱向控制系統分別設計所述港口智能水平運輸車輛橫縱向控制系統中的干擾觀測器和對應滑模控制器，實現車輛的分層解耦控制；所述通過對港口智能水平運輸車輛系統性能進行統一設定，包括以下步驟：設置港口智能水平運輸車輛各輪胎特性一致，且不存在回正力矩；設置港口智能水平運輸車輛同軸的兩側車輪運動狀態一致；忽略港口智能水平運輸車輛的橫滾和俯仰運動；設置港口智能水平運輸車輛采用前輪和后輪獨立轉向以及前后橋驅動形式；所述建立港口智能水平運輸車輛橫向二自由度單軌動力學模型，包括利用牛頓-歐拉方法得到港口智能水平運輸車輛動力學方程： 其中，m為港口智能水平運輸車輛總質量，和為港口智能水平運輸車輛縱向加速度和橫向加速度，Iz代表港口智能水平運輸車輛繞z軸的轉動慣量，代表港口智能水平運輸車輛橫擺角加速度；Fxf、Fxr、Fyf、Fyr分別為作用在港口智能水平運輸車輛前后軸上的輪胎縱向力和側向力；δf和δr為港口智能水平運輸車輛前輪和后輪轉角；αf、αr分別為港口智能水平運輸車輛前后輪側偏角；vx、vy、分別為港口智能水平運輸車輛縱向速度、橫向速度和橫擺角速度；lf和lr分別為港口智能水平運輸車輛前后軸到質心的距離；當作用于港口智能水平運輸車輛輪胎的側向加速度不大于0.4g且輪胎側偏角不超過5°時，將輪胎力與輪胎剛度近似描述成線性關系： 其中，Clf與Clr分別為港口智能水平運輸車輛前后軸輪胎的縱向剛度；Ccf與Ccr分別為前后軸輪胎的側偏剛度；sf與sr分別為前后軸輪胎的滑移率；忽略輪胎縱向力Fxf和Fxr對橫擺運動的影響，將港口智能水平運輸車輛二自由度橫向動力學模型整理成： 港口智能水平運輸車輛前后輪側偏角αf與αr計算得到： 考慮干擾對港口智能水平運輸車輛橫向系統的作用，將港口智能水平運輸車輛二自由度橫向動力學模型改寫成狀態方程形式： 其中，x為控制系統狀態量，為控制量在時間域下的導數，A為狀態轉移矩陣，B為輸入矩陣，u為系統控制量，d為橫向系統干擾項，y為系統輸出量，C為輸出矩陣；所述依據港口智能水平運輸車輛實際作業工況，構建港口智能水平運輸車輛橫縱向控制系統，包括以下步驟：橫向控制需保證港口智能水平運輸車輛運動時橫向偏差和航向角偏差不超出系統允許范圍，橫向系統的主要控制參數為：Ye＝Y-Yref 其中，Ye、Y與Yref分別為港口智能水平運輸車輛在世界坐標系下的橫向偏差、實際橫向坐標和參考橫向坐標，與分別為港口智能水平運輸車輛在世界坐標系下的航向角偏差、實際航向角和參考航向角；港口智能水平運輸車輛的縱向控制通過對縱向加速度進行調節，縱向控制系統用一階慣性系統表示為： 其中，為縱向加速度變化率，τd為時間常數，ades和a分別為港口智能水平運輸車輛縱向加速度的目標值和實際值；考慮縱向系統干擾的情況下，將港口智能水平運輸車輛縱向控制系統表示為狀態方程形式： 所述基于港口智能水平運輸車輛橫縱向控制系統分別設計所述港口智能水平運輸車輛橫縱向控制系統中的干擾觀測器和對應滑模控制器，包括以下步驟：將橫向干擾觀測器設計為： 其中，為干擾d的估計值，ξ為中間變量，L表示觀測器增益矩陣；定義干擾誤差為： 其中，表示干擾誤差，為干擾誤差對時間的微分，與分別代表干擾估計值和實際值對時間的微分；假設系統所受干擾是慢時變的，即得到以下公式： 進一步求得其中為有界常值；選取合適的矩陣L證明過程如下：設計Lyapunov函數則設計橫向滑模控制器切換函數為： 取等速趨近律，令： 采用連續函數來代替原表達式中的符號函數sgns，則有： 其中，k為正實數，δ為正小數，得到橫向滑模控制系統的控制量δf和δr；依據港口智能水平運輸車輛轉向機構物理約束限制，對港口智能水平運輸車輛前后輪轉角控制量作如下限幅處理： 最終港口智能水平運輸車輛橫向控制系統的滑模控制器的控制量表示為 縱向干擾觀測器與橫向干擾觀測器設計過程相同；港口智能水平運輸車輛縱向控制系統誤差及其導數表示成：e＝[vref-varef-a]T＝R-x其中，vref和aref分別為期望縱向速度和加速度，且R＝[vrefaref]T；定義縱向滑模控制器切換函數為：s＝Ce+Du其中，D＞0，C＝[C1C2]，當s＝0時，Du＝-Ce，C＜0；得出切換函數的一階導數為： 采用指數趨近律，令： 其中，sgn為符號函數，ε和k均為正實數；得到縱向系統動態控制量為： 設計Lyapunov函數整理得到依據港口智能水平運輸車輛作業特點，對其縱向加速度控制量作如下限幅處理： 最終港口智能水平運輸車輛縱向控制系統的滑模控制器的控制量表示為：

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人武漢理工大學;武漢理工大學三亞科教創新園，其通訊地址為：430070 湖北省武漢市洪山區珞獅路122號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。