ĐIỀU KHIỂN THỜI GIAN CỐ ĐỊNH CHO XE HẠNG NẶNG CÓ KHỚP NỐI TRONG ĐIỀU KIỆN CÓ NHIỄU NGOÀI

Trần Anh Đức; Nguyễn Hữu Việt; Lê Ngọc Duy; Nguyễn Tùng Lâm

doi:10.34238/tnu-jst.14358

ĐIỀU KHIỂN THỜI GIAN CỐ ĐỊNH CHO XE HẠNG NẶNG CÓ KHỚP NỐI TRONG ĐIỀU KIỆN CÓ NHIỄU NGOÀI

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 24/12/25 Ngày hoàn thiện: 28/02/26 Ngày đăng: 28/02/26

Các tác giả

1. Trần Anh Đức, Đại học Bách Khoa Hà Nội
2. Nguyễn Hữu Việt, Đại học Bách Khoa Hà Nội
3. Lê Ngọc Duy, 1) Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2) Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
4. Nguyễn Tùng Lâm , Đại học Bách Khoa Hà Nộii

Tóm tắt

Bài báo này đề xuất một phương pháp điều khiển chế độ trượt nhanh, không kỳ dị với thời gian cố định (FxNFTSMC) phục vụ việc bám quỹ đạo cho các xe hạng nặng có khớp nối (AHVs) tự hành trong điều kiện có nhiễu ngoài. Các xe AHV thường có động lực học ngang phức tạp và độ ổn định thấp hơn so với các xe đơn thân, dẫn đến các hiện tượng nguy hiểm như hiện tượng gấp khúc (jack-knifing). Để giải quyết những thách thức này, một mô hình động học ba bậc tự do (3-DOF) đã được xây dựng dựa trên định luật hai Newton và nguyên lý động lượng tương đương. Đóng góp cốt lõi của nghiên cứu này là thiết kế luật điều khiển FxNFTSMC nhằm đảm bảo các sai số bám hội tụ về 0 trong một khoảng thời gian xác định và có giới hạn, không phụ thuộc trạng thái ban đầu của hệ thống—đây là một cải tiến đáng kể so với các chiến lược thời gian hữu hạn truyền thống. Hơn nữa, một công thức tham chiếu góc khớp nối chuyên biệt đã được xây dựng nhằm giảm thiểu sự sai lệch vị trí giữa xe kéo và rơ-moóc. Kết quả mô phỏng số trong MATLAB/Simulink chứng minh rằng bộ điều khiển đề xuất duy trì độ chính xác cao trong các thao tác chuyển làn kép ở tốc độ cao. Kết quả đã xác nhận tính hiệu quả và sự mạnh mẽ của phương pháp FxNFTSMC, mang lại một giải pháp hứa hẹn cho việc nâng cao an toàn cho các hệ thống vận tải hạng nặng tự hành.

Từ khóa

Xe hạng nặng có khớp nối; Ổn định thời gian cố định; Điều khiển trượt cuối cùng; Bám quỹ đạo; Xe tự hành

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] F. M. Barbosa, L. B. Marcos, M. M. da Silva, M. H. Terra, and V. Grassi, “Robust path-following control for articulated heavy-duty vehicles,” Control Engineering Practice, vol. 85, pp. 246–256, Feb. 2019.

[2] Wikipedia, “Semi-trailer,” Feb. 11, 2024. [Online]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Semi-trailer. [Accessed Oct. 20, 2025].

[3] Q. Wang and Y. He, “Design validation of active trailer steering systems for improving the low-speed manoeuvrability of multi-trailer articulated heavy vehicles using driver-hardware/software-in-the-loop real-time simulations,” International Journal of Vehicle Performance, vol. 2, no. 1, p. 58, 2015.

‌[4] U. States, “Large Truck and Bus Crash Facts 2008,” Mar. 2010. [Online]. Available: https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/74. [Accessed Oct. 20, 2025].

[5] S. Li, H. Xu, J. Yuhan, R. Cao, M. Zhang, and H. Li, “Development of a following agricultural machinery automatic navigation system,” Computers and Electronics in Agriculture, vol. 158, pp. 335–344, Mar. 2019.

[6] S. T. Venkataraman and S. Gulati, “Control of Nonlinear Systems Using Terminal Sliding Modes,” American Control Conference, Jun. 1992, pp. 891-893, doi: 10.23919/ACC.1992.4792209.

[7] X. Sun, Z. Quan, G. Dong, Y. Cai, and L. Chen, “Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode-Based Lateral Stability Control for Three-axis Heavy Vehicles,” Journal of Dynamic Systems Measurement and Control, vol. 147, no. 3, 2025, doi: 10.1115/1.4067949.

[8] S. P. Bhat and D. S. Bernstein, “Finite-Time Stability of Continuous Autonomous Systems,” SIAM Journal on Control and Optimization, vol. 38, no. 3, pp. 751–766, Jan. 2000.

‌[9] A. Polyakov, “Nonlinear Feedback Design for Fixed-Time Stabilization of Linear Control Systems,” IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 57, no. 8, pp. 2106–2110, Aug. 2012.

‌[10] H. Li and Y. Cai, “On SFTSM control with fixed‐time convergence,” IET Control Theory and Applications, vol. 11, no. 6, pp. 766–773, Feb. 2017.

‌[11] B. Jiang, Q. Hu and M. I. Friswell, “Fixed-Time Attitude Control for Rigid Spacecraft With Actuator Saturation and Faults,” IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 24, no. 5, pp. 1892–1898, Sep. 2016.

[12] S. H. T. Oreh, R. Kazemi, and S. Azadi, “A new desired articulation angle for directional control of articulated vehicles,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics, vol. 226, no. 4, pp. 298–314, May 2013.

[13] L. Zhang, C. Wei, R. Wu, and N. Cui, “Fixed-time extended state observer based non-singular fast terminal sliding mode control for a VTVL reusable launch vehicle,” Aerospace Science and Technology, vol. 82–83, pp. 70–79, Nov. 2018, doi: 10.1016/j.ast.2018.08.028.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14358

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ