農(nóng)用車輛級聯(lián)式直線路徑導(dǎo)航控制方法研究

胡靜濤 李逃昌

摘要：農(nóng)用車輛導(dǎo)航控制是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作業(yè)體系的重要組成部分，是支持農(nóng)用車輛田間自動(dòng)精準(zhǔn)作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。由于在大型農(nóng)田中直線路徑跟蹤是農(nóng)用車輛的主要作業(yè)模式，本研究針對直線路徑跟蹤問題提出一種級聯(lián)式導(dǎo)航控制方法。首先討論了農(nóng)用車輛的級聯(lián)式導(dǎo)航控制結(jié)構(gòu)，并依此將導(dǎo)航控制任務(wù)分解為路徑跟蹤控制和轉(zhuǎn)向控制兩個(gè)級聯(lián)的控制任務(wù)。然后推導(dǎo)出了農(nóng)用車輛的相對運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并基于該模型針對路徑跟蹤控制任務(wù)提出了一種最優(yōu)PD控制方法；為了提高轉(zhuǎn)向控制子系統(tǒng)的性能，在轉(zhuǎn)向控制任務(wù)中提出了一種基于過渡過程的改進(jìn)PD控制方法，最后進(jìn)行了方法的試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：在直線路徑跟蹤過程中，橫向位置誤差的平均值為0.02 m，標(biāo)準(zhǔn)差為0.04 m，完全滿足農(nóng)用車輛直線路徑跟蹤作業(yè)的要求，驗(yàn)證了所提方法的有效性和優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：農(nóng)用車輛；導(dǎo)航控制；相對運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；最優(yōu)PD控制器；改進(jìn)PD控制器

DOI： 10.3965/j.ijabe.20140701.004

文獻(xiàn)來源：Hu Jingtao， Li Taochang. Cascaded navigation control for agricultural vehicles tracking straight paths.Int J Agric & Biol Eng（《國際農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)報(bào)》），2014； 7（1）： 36-44.