[发明专利]混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法、介质、设备

权利要求书

1.一种混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法，其特征在于，所述混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法包括：

步骤一，采用坐标变换方法将原有既定轨迹的GPS坐标转换为车辆局部坐标系坐标；

步骤二，构建混动履带车辆速度与能量协同优化模型；

步骤三，利用强化学习方法，实现混动履带车辆路径跟随过程中速度与能量的协同优化。

2.如权利要求1所述的混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法，其特征在于，所述步骤一中，将原有既定轨迹的GPS坐标转换为车辆局部坐标系坐标的具体过程为：GPS经纬度—二维平面坐标系—车辆局部坐标系的坐标变换，对路径的GPS坐标通过高斯-克吕格投影法进行转化，将路径的GPS经纬度坐标信息进行处理，得到对应的二维平面坐标信息，完成GPS经纬度向二维平面坐标系的坐标变换。

3.如权利要求2所述的混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法，其特征在于，所述GPS经纬度—二维平面坐标系—车辆局部坐标系的坐标变换，具体为：XOY为二维平面坐标系，X^*O^*Y^*为局部坐标系，为局部坐标系原点在二维平面坐标系下的坐标；A点在二维平面坐标系下的坐标为(x_A,y_A),转化到局部坐标系后坐标为(x_A^*,y_A^*)；局部坐标系相对二维平面坐标系的旋转角度为φ，以逆时针方向旋转为正，则A的平面坐标转换表示如下：

在路径跟踪问题中，局部坐标系的原点固定于无人履带车形心，且车头方向为局部坐标系X^*轴正向，则和表征车辆在全局价值系中实际位置与目标位置的误差，(x′,y′)为车辆局部坐标系下的误差。

4.如权利要求1所述的混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法，其特征在于，所述步骤二中，构建混动履带车辆速度与能量协同优化模型，包括：车辆运动学建模、动力学建模以及能量管理模型。

5.如权利要求4所述的混合动力履带车辆速度与能量协同优化方法，其特征在于，所述车辆运动学建模具体为：履带车辆的运动动力学建模相对复杂，纵向动力学中阻力包括滚动阻力F_g、上坡阻力F_p和空气阻力F_w，分别计算得到并计算总阻力F_r，如下：

式中，θ'为坡度，C_d为空气阻力系数，A为迎风面积；

直线行驶方向：

式中，m和I_z分别表示履带车的整备质量和航向转动惯量，v和v.分别表示履带车形心位置的速度和加速度；为地面附着系数，F_N为地面给履带车辆的支持力，此处等于车重；F_t为地面所能提供的最大附着力，当F_drive≤F_t时车辆不发生滑转；F₁和F₂分别表示两侧驱动电机提供的轮边驱动力，T₁和T₂分别表示两侧电机的输出转矩、i₀表示轮边传动比、r是驱动轮半径，η_T是电机轴到履带的效率，为车辆行驶时的纵向需求功率；

旋转方向：

其中，f₁和f₂则分别表示左、右侧履带的滚动阻力，f表示两侧履带的滚阻系数；B表示两侧履带中心距，M_veh为履带车转向阻力矩，g为重力加速度，L为履带接地长度，为车辆转弯所需的转向功率；为转向阻力系数，用经验公式计算得到：

式中，表示履带车最大转向阻力系数，R表示履带车转向半径，转向半径计算公式：

式中，v_i和v_o分别代表转向时内外侧履带的速度；

车辆运行的总需求功率P_dem等于纵向行驶所需功率和转向所需功率之和，由两侧电机提供。