基于滑转沉陷和轮刺效应的月球车轮地相互作用地面力学及其应用研究

月球车轮地相互作用地面力学是进行月球车设计、动力学仿真、运动控制和月壤力学参数估计的基础，具有重要的理论研究价值和应用前景。目前月球车研究中主要采用传统车辆地面力学理论，不能有效反映车轮的高滑转沉陷和轮刺效应等问题，而且传统地面力学理论对月球车设计、控制、实时仿真和力学参数辨识等方面无法提供可直接借鉴的研究成果。根据实际月球车情况，采用模拟月壤，利用实验室的车轮-土壤相互作用测试系统进行实验测试以及模型的验证与修正。拟通过本项目的研究，建立能够准确反映滑转沉陷、轮刺效应和车轮尺寸影响的月球车轮地相互作用应力数学模型；在此基础上推导月壤作用于车轮的三维集中力/力矩积分模型，针对不同需求进行模型的简化及其在月球车中的应用方法研究，包括基于驱动效率的车轮构型及尺寸参数设计方法研究和松软地形中被动关节式月球车的多轮协调控制方法研究。拟为月球车的研究开发提供有效的理论支持。

月球车轮地相互作用力学是进行月球车设计、动力学仿真、运动控制和月壤力学参数估计的基础，具有重要的理论研究价值和应用前景。目前月球车研究中主要采用传统车辆地面力学理论，不能有效反映车轮的高滑转沉陷和轮刺效应等问题，而且传统地面力学理论对月球车设计、控制、实时仿真和力学参数辨识等方面无法提供可直接借鉴的研究成果。根据实际月球车情况，采用模拟月壤，利用实验室的车轮-土壤相互作用测试系统进行试验测试以及模型的验证与修正。通过本项目的研究，建立了能够准确反映滑转沉陷、轮刺效应和车轮尺寸影响的月球车轮地相互作用应力数学模型；在此基础上推导了月壤作用于车轮的三维集中力/力矩积分模型，针对不同需求进行了模型简化及其在月球车中的应用方法研究，包括基于驱动效率的车轮构型及尺寸参数设计方法研究和松软地形中被动关节式月球车的多轮协调控制方法研究。为月球车的研究开发提供有效的理论支持。