“驶智不渝”——福州大学团队重型车辆智能转向技术突破- 大数跨境

科学出版社

2026-01-19

导读：重型多轴车辆是国民经济建设中不可或缺的核心工程装备，是支撑国家基础设施建设的重要力量。

重型多轴车辆是国民经济建设中不可或缺的核心工程装备，是支撑国家基础设施建设的重要力量。近年来，随着工业化和城市化进程的加快，重型多轴车辆因其更高的承载能力和适应特殊运输需求的能力，广泛应用于大型风电设备安装、超重预制梁运输等场合，在各类重大工程项目中发挥着至关重要的作用。

重型多轴车辆应用场景图

图片来源：中联重科官网

重型多轴车辆与普通道路运输车辆在轴数、承载能力、车身长度等关键参数上存在显著差异，因而它们有着不同的适用场景。重型多轴车辆主要具有以下优点：转向灵活、驱动强劲、稳定性好；承载与通行能力卓越，安全性高；工作效率与经济效益突出。然而一方面，随着重型多轴车辆的不断发展，传统的驾驶方式难以应对车辆尺寸和重量的巨大变化，导致车辆行驶过程中常出现技术性和安全性问题，另一方面随着智能化与绿色化技术的整体提升，重型多轴车辆底盘技术又表现出巨大的发展空间。

重型多轴转向车辆运动控制

杜恒, 刘祺慧, 魏凌涛著

北京: 科学出版社, 2026. 1

ISBN 978-7-03-082937-5

福州大学杜恒教授、刘祺慧博士和魏凌涛副教授从现有的理论与研究成果出发，深入探讨重型多轴转向车辆的动力学特性，从建模、分析、控制等多个维度系统梳理与重构重型多轴转向车辆运动控制的研究框架。三位学者合著《重型多轴转向车辆运动控制》,为提升重型多轴转向车辆的操纵性及复杂工况下的稳定性提供理论支撑，推动重型多轴转向车辆在无人化、智能化技术方面的突破与创新。

重型多轴车辆运动控制理论研究框架

模型建立对应本书第2章与第3章内容。通过传统物理和机器学习等方法建立包括车轮、车身、悬架及转向机构的子系统模型。先根据各轮受力将其转换为7+n自由度模型，再按理想转向约束条件进行简化，最终将整车动力学模型化为理想化的2自由度模型。

整车动力学模型自由度简化的思路

重型多轴车辆平顺性仿真

重型多轴车辆操纵稳定性仿真

模型分析对应本书第4章内容。基于模型假设条件构建各工况下车辆的动力学模型并对其响应特性、稳定性等进行分析，这些参数既可作为控制性能的评价指标，也可反向指导整车优化设计。运动学模型可通过动力学模型退化而得，进而对比两类模型在不同工况下的特征和适用情况。

不同纵向速度条件下瞬态最大李雅普诺夫指数的求解结果

车辆控制对应本书第5章与第6章内容。通过分析比较提出基于零质心侧偏角、最小轮胎滑移能耗、最大稳定裕度、轮胎力均匀一致性及特殊转角的配置方案与模型，为整车稳定性控制奠定基础。针对车辆轨迹跟踪控制和稳定性控制，提出模型预测控制、模糊自适应PID控制、线性二次型控制、滑模控制和结构奇异值综合鲁棒控制模型。

控制系统结构框架

实车试验对应本书第7章内容。对转角配置方案进行轮胎力分配控制和实车验证，结果满足新一代智能化重型多轴车辆循迹精准、行驶稳定及驾驶安全要求。

六轴车辆复杂极端工况实车测试

多轴实验样车组装测试

多行驶模式实车测试

流体动力与电液智能控制福建省高校重点实验室(福州大学)的成员为本书的写作提供了相关素材，并参与了本书部分章节内容的建模、仿真、试验及编写校对工作。近期，实验室团队瞄准“重型车辆智能转向”这一课题，先后攻克“可实时解算的闭环感知”“可拓展模块化转向轴精准控制”“可分布式计算的底盘域变轴协调行驶”三大核心技术，研发出的智能轴模块可根据运输需求，行驶状态监测响应从秒级进入毫秒级，整车转场效率提升66.7%。