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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利一种用于无人变形车多构态运动的稳定性分层控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119556723B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411818900.7，技术领域涉及：G05D1/49；该发明授权一种用于无人变形车多构态运动的稳定性分层控制方法是由刘俊;刘宏勋;张成设计研发完成，并于2024-12-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于无人变形车多构态运动的稳定性分层控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于无人变形车多构态运动的稳定性分层控制方法，包括：1建立调整质心机构的机电动力学模型，2建立上层决策控制器，3建立下层汽车态稳态转向稳定性控制器和类人态行走稳定性控制器，计算并输出调整质心滑块所需的控制电压，4将所得到的控制电压输入到调整质心机构机电动力学模型得到调整质心滑块的位移，5利用调整质心滑块的位移计算无人变形车汽车态的稳定性因数或类人态的零力矩点并反馈到下层稳定性控制器构成闭环控制。本发明能根据无人变形车的运动参数判断所处工况，转换为相应工作模式以控制调整质心机构中的滑块运动，进而改变无人变形车的质心位置，从而提高无人变形车多构态运动的稳定性。

本发明授权一种用于无人变形车多构态运动的稳定性分层控制方法在权利要求书中公布了：1.一种用于无人变形车多构态运动的稳定性分层控制方法，其特征在于，所述无人变形车具有汽车态和类人态两种构态，整车结构包括：前车身、后车身、调整质心机构；在所述后车身的底板上布置有2条机械腿和举升机构；其中，每条机械腿包括：大腿、小腿、支撑足、踝关节、膝关节、髋关节；所述调整质心机构包含滑轨、沿水平和竖直方向上双自由度移动的调整质心滑块、滚珠丝杠以及驱动电机；所述稳定性分层控制方法是按如下步骤进行： 步骤一、建立无人变形车坐标系； 步骤1.1、在无人变形车的支撑足所在的水平面上建立基础坐标系，所述基础坐标系的原点设置在支撑足的中间位置，基础坐标系的轴的正方向为无人变形车的前进方向，基础坐标系的轴的正方向垂直水平面向上，基础坐标系的轴的正方向垂直于轴和轴所在平面并指向车外侧； 步骤1.2、依次建立右腿踝关节的附体坐标系、膝关节的附体坐标系和髋关节的附体坐标系，左腿踝关节的附体坐标系、膝关节的附体坐标系和髋关节的附体坐标系以及举升机构的附体坐标系，并将其中任意一个附体坐标系记为第w个附体坐标系，； 步骤二、根据式1建立所述调整质心滑块的位移与所述驱动电机的控制电压之间的机电动力学模型； 1 式1中，表示调整质心机构的等效电流常数；表示调整质心机构的等效扭矩常数；为所述滚珠丝杠的传动比，且，为所述滚珠丝杠的导程；和分别为调整质心机构的等效转动惯量和等效黏性阻尼系数；为调整质心滑块的加速度，为调整质心滑块的速度； 步骤三、根据式2建立上层决策控制策略； 2 式2中，是无人变形车在各构态下的运动参数，且，其中，表示无人变形车的车速、为无人变形车的前轮转角、为调整质心滑块的速度、为3个关节的角速度；是离散的工作模式集合，且，其中，为无人变形车在汽车态转向行驶状态下的工作模式，为无人变形车在类人态行走状态下的工作模式，为无人变形车在直线行驶状态下的工作模式，为无人变形车在驻车静止状态下的工作模式；是输入变量的有限集，且，表示前轮转角的状态，当时，令，当时，令；表示车速的状态，当时，令，当时，令；表示关节角速度的状态，当时，令，当时，令；表示调整质心滑块速度的状态，当时，令，当时，令；表示且；表示两个工作模式之间的转换； 步骤四、根据无人变形车的运动参数判断所处工况，并执行相应工作模式下的稳定性控制； 令无人变形车初始时处于工作模式； 当获取的无人变形车的运动参数为时，令无人变形车转换为工作模式； 当获取的无人变形车的运动参数为时，令无人变形车转换为工作模式； 当获取的无人变形车的运动参数为时，令无人变形车转换为工作模式； 当获取的无人变形车的运动参数为时，令无人变形车转换为工作模式； 步骤五、建立下层稳定性控制策略，并对工作模式或工作模式下的无人变形车进行稳定性控制； 步骤5.1、对在工作模式下的无人变形车进行稳定性控制； 步骤5.1.1、将无人变形车在汽车态转向行驶状态下时刻的实际稳定性因数与期望稳定性因数之间的偏差和偏差变化率输入到Fuzzy-PID控制器中进行处理，并输出调整质心滑块在时刻的控制电压； 步骤5.1.2、将代入式1中，得到调整质心滑块在时刻的位移后，再将时刻的位移代入式3中，从而得到时刻无人变形车在基础坐标系中向的质心坐标； 3 式3中，为举升机构、调整质心滑块、2条机械腿的大腿、2条机械腿的小腿以及2条机械腿的支撑足中任意第e个构件的质量，m是无人变形车的总质量，num为构件的数量，且num=8，为时刻无人变形车的第e个构件质心的轴坐标； 步骤5.1.3、利用式4得到无人变形车在汽车态转向行驶状态下时刻的实际稳定性因数； 4 式4中，分别是前轮和后轮的侧偏刚度，是时刻的整车质心到前轴的距离，且；是时刻的整车质心到后轴的距离，且；是无人变形车的轴距； 步骤5.1.4、将+1赋值给后，返回步骤5.1.1顺序执行，直到无人变形车在汽车态下的转向行驶状态发生改变或偏差为零为止，从而实现无人变形车在工作模式下的稳定性控制； 步骤5.2、基于K-means聚类算法，对在工作模式下的无人变形车进行稳定性控制； 步骤5.2.1、建立K-means聚类算法的稳定性等级； 步骤5.2.2、根据稳定性等级判断无人变形车在类人态行走状态下时刻的实际零力矩点位置所对应的稳定性等级，并输入到伸缩因子模糊控制器中进行处理，从而输出时刻的偏差伸缩因子、时刻的偏差变化率伸缩因子、时刻的期望位移伸缩因子作为基础模糊控制器的控制参数； 步骤5.2.3、将无人变形车在类人态行走状态下时刻的期望零力矩点位置与实际零力矩点位置的偏差和偏差变化率输入到所述基础模糊控制器中进行处理，并输出调整质心滑块在时刻的期望位移； 步骤5.2.4、将调整质心滑块在时刻的期望位移输入到自抗扰控制器中进行处理，并输出无人变形车在类人态行走状态下调整质心滑块在时刻的控制电压； 步骤5.2.5、将代入式1中，得到调整质心滑块在时刻的位移后，再将时刻的位移代入式7中，从而计算基础坐标系下的无人变形车在时刻的向零力矩点与向零力矩点，从而得到无人变形车在类人态行走状态下时刻的实际零力矩点位置； 7 式7中，分别为时刻无人变形车的第e个构件的向、向和向的质心加速度，为重力加速度，分别为时刻无人变形车的第e个构件质心在基础坐标系下的轴坐标、轴坐标和轴坐标； 步骤5.2.6、将赋值给后，返回步骤5.2.2顺序执行，直到无人变形车在类人态下的行走状态发生改变或偏差为零为止，从而实现无人变形车在工作模式下的稳定性控制。

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