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龙图腾网获悉杭州集世迈新能源智能装备股份有限公司申请的专利一种基于快速非奇异终端滑模的叉车线控鼓式刹车系统控制方法及装置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：CN120428536B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12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：202510540775.6，技术领域涉及：G05B11/42；该发明授权一种基于快速非奇异终端滑模的叉车线控鼓式刹车系统控制方法及装置是由孙哲;万家豪;李莎萍;裘智钢;B·李银波设计研发完成，并于2025-04-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于快速非奇异终端滑模的叉车线控鼓式刹车系统控制方法及装置在说明书摘要公布了：一种基于快速非奇异终端滑模的叉车线控鼓式刹车控制方法及装置，其方法包括：1针对叉车线控鼓式刹车系统的机械结构和动力学特性进行机理分析，建立叉车线控鼓式刹车系统的动力学模型；2根据步骤1所建立的动力学模型，设计一种快速非奇异终端滑模面和幂次趋近律，以实现系统状态的快速收敛；3根据步骤2中所设计的滑模面和趋近律，设计一种适用于叉车线控鼓式刹车系统的快速非奇异终端滑模控制算法；4基于李雅普诺夫稳定性理论，证明步骤3中设计的控制算法能使系统状态在有限时间内收敛至平衡点，并在MATLABSimulink平台进行仿真以验证控制算法在叉车线控鼓式刹车系统中的有效性。可以显著提升叉车线控鼓式刹车系统的响应速度和控制精度。

本发明授权一种基于快速非奇异终端滑模的叉车线控鼓式刹车系统控制方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种应用于叉车线控鼓式刹车系统的快速非奇异终端滑模控制方法，具体实施步骤如下： 步骤1：针对叉车线控鼓式刹车系统的机械结构和动力学特性进行机理分析，建立叉车线控鼓式刹车系统的动力学模型； 步骤2：根据步骤1所建立的动力学模型，设计一种快速非奇异终端滑模面和幂次趋近律，以实现系统状态的快速收敛； 步骤3：根据步骤2中所设计的滑模面和趋近律，设计一种适用于叉车线控鼓式刹车系统的快速非奇异终端滑模控制算法； 步骤4：基于李雅普诺夫稳定性理论，证明步骤3中设计的控制算法能够使系统状态在有限时间内收敛至平衡点，并在MATLABSimulink平台进行仿真以验证控制算法在叉车线控鼓式刹车系统中的有效性； 步骤1具体包括： 设系统内齿条及主缸活塞质量为，主缸活塞的实际位移为，主缸活塞实际速度为，主缸活塞实际加速度为，表示齿轮传动比，为传动效率，为齿轮半径，为系统内部液压，为主缸活塞的横截面积，为电机转矩，分析叉车线控鼓式刹车系统内部物理关系，根据牛顿第二定律可得，叉车线控鼓式刹车系统动力学方程如下所示： 1 2 其中，为粘性摩擦系数，为刚度系数；为齿条力，记作；为系统内部液压力，记作；为弹簧力，记作；为摩擦力，记作， 假设系统中的流体体积不受主缸活塞运动的影响，系统液压部分的动力学方程可表示为： 3 其中，被定义为关于时间的一阶微分，代表系统内部制动液体积流量，表示制动液的体积弹性模量，表示主缸体积， 下面描述系统的轮缸加压模型： 4 其中，表示轮缸液压变化率，表示轮缸及刹车管体积，考虑到，将式4代入式3得到： 5 通过对式5积分，主缸内压力与主缸活塞位置之间的映射关系可以描述为： 6 其中，为缸内初始压力， 在实际情况中，主缸内部压力与活塞位移之间的非线性关系受到死区、摩擦、温度变化与刹车片磨损的影响，在动力学建模时，可将该类非线性因素视为系统扰动，采用二阶多项式对主缸内部压力与主缸活塞位置之间的关系曲线进行拟合处理，这样不仅可以反映主缸内压力随活塞位移增长而变化的关系，而且便于后续控制器的设计，拟合的主缸内液压与活塞位移之间二阶关系式如下： 7 其中，表征主缸内部压力与活塞位移间关系的关键特征参数，其物理意义与系统刚度、液压流体特性相关， 上述处理的核心目的是为叉车线控刹车控制系统设计提供具有一定精确度且便于控制器设计的动态模型，而非完全精确的物理描述， 至此，给出叉车线控刹车系统完整动力学模型如下： 8 其中，为集总的模型参数不确定性和外部扰动，根据叉车线控刹车系统的机械结构和动力学性质，可以假设该集总摄动具有上界，即，其中，为其上界； 步骤2具体包括： 定义主缸活塞位置跟踪误差如下： 9 其中，和分别代表实际活塞位置和预期活塞位置并且均二阶可导，定义快速非奇异终端滑模面如下： 10 其中，为位移误差的一阶导数，，且函数的定义为下式： 11 对于初始条件下的和，可以在有限时间内收敛至零，且表达式如下： 12 为了将系统状态吸引到滑模面上，设计一种幂次趋近律如下所示： 13 其中，参数； 步骤3具体包括： 首先，根据式10对滑模面进行求导： 14 其中，为位移误差的二阶导数，且，由步骤1可知： 15 将式1代入上式可得： 16 根据等效控制输入的定义，暂时忽略式15中集总摄动的影响并求解，得到等效控制量如下： 17 其中，等效控制量为滑动段的控制律，在此基础上，为保证控制系统对的鲁棒性，设计基于幂次趋近律的到达段控制量如下： 18 其中，、均为正参数， 综上，得到叉车线控刹车系统的最终控制律如下所示： 即快速非奇异终端滑模控制器。

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