基于三自由度模型的电动轮椅操纵稳定性优化与仿真 |
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引用本文: | 朱长建,郑邵骑,贡智兵,柯旭,赵有鹏.基于三自由度模型的电动轮椅操纵稳定性优化与仿真[J].中国康复理论与实践,2023(4):381-389. |
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作者姓名: | 朱长建 郑邵骑 贡智兵 柯旭 赵有鹏 |
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作者单位: | 1. 南京工程学院康尼机电产业研究院;2. 南京康尼机电股份有限公司研究生工作站;3. 南京康尼机电股份有限公司集团技术中心 |
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摘 要: | 目的 提出一种电动轮椅三自由度模型,旨在优化轮椅转向时的操纵稳定性。方法 基于二自由度车辆模型,同时考虑车身惯性和侧向风的影响,引入转向行驶时的轮椅侧倾角,建立轮椅三自由度转向模型。分别对不同工况下电机角速度输入的侧向速度、质心侧偏角、横摆角速度和车身侧倾角响应进行仿真分析,以KS2电动轮椅为例设计轮椅转向实验,验证模型的合理性和可行性,以及该模型算法对轮椅操纵稳定性的优化效果。结果 加入三自由度模型算法的电动轮椅操纵稳定性能得到显著提高,响应曲线更加平滑。仿真结果表明,轮椅左右电机转向相同时,|VL-VR|/t越小操纵稳定性越好;|VL-VR|/t相同时,电机反向转动具有更好的转向机动性,但是操纵稳定性也随之降低。结论 仿真分析与实验结果具有较好的一致性,验证该模型具有合理性和可行性,该模型算法可以较好优化电动轮椅的操纵稳定性,可普遍适用于研究和分析不同轮椅转向时的操纵稳定性。
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关 键 词: | 电动轮椅 三自由度模型 优化 仿真 操纵稳定性 |
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