月壤力学参数反求及试验验证

发布时间：2019-11-05 20:05

【摘要】：为了预测月球车的牵引特性并进行牵引控制,提出了一种基于线性最小二乘法的月壤力学参数估计算法,对内聚力和内摩擦角这两个关键的月壤力学参数进行反求.针对反映车轮土壤交互作用过程中轮刺效应的力学模型进行简化,建立了内聚力和内摩擦角的求解模型.将车轮与模拟月壤交互作用试验中的测量数据输入利用该算法编制的Matlab程序中,反求出模拟月壤的内聚力和内摩擦角,反求值与模拟月壤的实测值较为接近.试验验证结果表明该算法准确有效,且具有较好的稳定性和较快的运算速度,可用于月球车进行月壤力学参数的就位估计.
【图文】：

1． 1 模型简介根据 Wong 提出的轮土交互作用模型，刚性轮与松软土壤相互作用的受力分析见图 1［1］．图 1 轮土交互作用受力图其中 z1为车轮的最大沉陷量，z2为回弹沉陷量; θ 为轮土交互作用角，θ1为进入角，θ2为离去角，θm为最大应力角; ω 为车轮转动角速度，V 为车轮前进线速度． W 为垂直载荷，FDP为牵引阻力，T 为车轮转矩． τ 和 σ 分别表示车轮所受的切应力和正应力．由 Bekker 承压模型［9］可知:σ = ( kc/ b + kφ) znz( θ) = r( cos θ － cos θ1})( 1)式中

3 轮土交互作用试验为了模拟月面的地形环境与月壤状态，在室内搭建深空探测车车轮牵引特性试验台，如图 2图 2 车轮牵引特性试验台所示． 利用此试验台对月球车在模拟月壤上的牵引通过性进行研究，，该试验台的详细介绍可参阅文献［13］，利用该试验台可实时采集车轮的 W，T，ω，V 及 z1的值．试验采用自行配置的模拟月壤，主要成份为吉林靖宇火山灰与金刚砂，其物理特性和力学特性与典型月壤特性相近，模拟月壤的主要力学参数如表 1 所示．试验用车轮的轮齿齿高为 25 mm

【共引文献】

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本文编号：2556323