農(nóng)機導(dǎo)航自校正模型控制方法研究

劉淵

我國的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度極快，主要是為了推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，進一步優(yōu)化農(nóng)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，新型農(nóng)機數(shù)量增加，原有的農(nóng)機也被以技術(shù)化程度極高的手段改進，生產(chǎn)者給農(nóng)機設(shè)備提出的使用要求也變得更為嚴(yán)格與多樣，為了確保農(nóng)機的精準(zhǔn)度不被削弱，很多技術(shù)人員都升級了農(nóng)機控制系統(tǒng)，自動導(dǎo)航控制技術(shù)水平直接影響農(nóng)機設(shè)備給食用者帶來的使用體驗，本文闡釋控制其自校正模型的手段。

1 主要構(gòu)成

精準(zhǔn)控制農(nóng)機可以提升農(nóng)機的利用率，控制系統(tǒng)在農(nóng)機運行環(huán)節(jié)中起著重要的作用，在其自動控制系統(tǒng)中，自校正模型既是相對重要的一部分，同時也比較特殊，直接會給農(nóng)機設(shè)備的導(dǎo)航功能帶去影響，借助自校正裝置可以改變農(nóng)機原來的位置，順利地移動農(nóng)機，而模型控制器的功能則不同，主要能夠調(diào)節(jié)農(nóng)機的移動方向，這兩種裝置都是現(xiàn)代農(nóng)機必不可確的重要裝置，模型控制器處于控制系統(tǒng)的核心部位，而自校正裝置則可以被當(dāng)做輔助設(shè)備使用，其對于控制器的缺陷也能夠起到彌補的作用，使農(nóng)機可以精準(zhǔn)地達到應(yīng)用目的。

2 設(shè)計事項

在直線路徑以及小曲率的跟蹤過程中，模型控制器實際的跟蹤效果非常好，但是相反的對于大曲率情況來說，實際的跟蹤效果卻并不理想，所以對于模型控制器實際的控制效果評價還需要依靠效果監(jiān)測和預(yù)測吻合度來進行，吻合度參數(shù)為sdy（控制器偏差變化趨勢變量），這個過程中需要獲取監(jiān)測時刻的橫向偏差數(shù)值以及一定監(jiān)測時間段內(nèi)的橫向偏差數(shù)值，對于時間段內(nèi)的偏差數(shù)值需要根據(jù)經(jīng)驗來獲取，橫向偏差數(shù)值取值較小的情況下，設(shè)備自校正控制器會表現(xiàn)出較快的反應(yīng)速度，與此同時模型控制系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性會下降，相反橫向偏差數(shù)值較大的情況下，反應(yīng)速度會下降，但是系統(tǒng)穩(wěn)定性會大幅度的提升。

在設(shè)計農(nóng)機的自校正控制系統(tǒng)時，首先調(diào)整輸出變量與輸入變量，使其呈現(xiàn)出模糊化妝臺，在這部分設(shè)計內(nèi)容之中，主要有一個輸出變量與多個輸入變量，輸入變量包括偏差變量與趨勢變量，趨勢變量展現(xiàn)的是控制裝置展示出的偏差變化；輸出變量可以被看做是一種補償角度，其呈現(xiàn)出的農(nóng)機的轉(zhuǎn)向輪的預(yù)期補償情況，在對輸入變量進行模糊化處理時，需要將其模糊性的序數(shù)變?yōu)楦鼮橹庇^的數(shù)字，在設(shè)計時必須要充分把控三種變量的變動情況。

在控制自校正裝置時，需要嚴(yán)格明確幾個控制規(guī)則，首先需要對駕駛農(nóng)機設(shè)備的工作人員的實際駕駛能力全面考量，根據(jù)可應(yīng)用的隸屬度函數(shù)來對控制量偏差進行控制，當(dāng)實際產(chǎn)生的偏差的絕對值偏大時，需要盡量縮小控制量偏差，而當(dāng)實際偏差的絕對值相對較小時，要將實際偏差縮小，在調(diào)整各種變量偏差時，還要使農(nóng)機設(shè)備保持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，如果控制系統(tǒng)難以保持穩(wěn)定性，其他的控制行為也難以維持合理性，橫向變量增加時自校正裝置的調(diào)整活動必須要參照轉(zhuǎn)向輪的預(yù)期補償角度，其他的相關(guān)控制校正行為也要考慮到這一元素。在調(diào)節(jié)農(nóng)機設(shè)備時，要盡可能地縮小調(diào)節(jié)的角度，在農(nóng)機設(shè)備保持合理運轉(zhuǎn)的條件下，可以選擇不對控制器輸出變量加以調(diào)節(jié)。設(shè)計行為要始終與農(nóng)機的控制需要保持一致性。

根據(jù)橫向偏差、控制器偏差變化趨勢變量以及農(nóng)機設(shè)備轉(zhuǎn)向輪期望的補償角度量化等級以及量化因子取值將這三個變量的模糊化等級以及隸屬度函數(shù)用圖1來表示：其中圖1中曲線分別表示三個變量的模糊糊等級，分別為負大、負中、負小、零、正小、正中和正大。

根據(jù)圖1，當(dāng)農(nóng)機設(shè)備位于導(dǎo)航控制線右側(cè)的時候，橫向的偏差表示為NB，并且這種趨勢還會不斷增加，這種情況下顯示的控制效果和預(yù)期的效果偏差較大，所以設(shè)備打破校正控制器需要輸出PB（正大）最大的轉(zhuǎn)向期望補償角來對設(shè)備轉(zhuǎn)向輪期望轉(zhuǎn)角進行校正，讓農(nóng)機設(shè)備開始朝著正確的導(dǎo)航方向移動，結(jié)合圖1 將自校正控制器控制規(guī)格描述為：如果橫向偏差變量為負大，并且控制器偏差變化趨勢變量也為負大，那么農(nóng)機設(shè)備轉(zhuǎn)向輪期望的補償角度需要取正大。

綜上所述，本文以現(xiàn)代新型農(nóng)機為分析對象，從導(dǎo)航自校正模型出發(fā)，給出了設(shè)計其控制器的方法。在設(shè)計該控制類型的模型時，要緊抓設(shè)計難點，對曲線路徑設(shè)計事項進行分析，避免農(nóng)機在處于曲線路徑運行狀態(tài)時出現(xiàn)失去控制或者路線的精準(zhǔn)度降低的情況，在對模型進行精確細化時，還要處理好其他會給農(nóng)機運行的精準(zhǔn)度帶去影響的因素，現(xiàn)有的導(dǎo)航系統(tǒng)仍舊可以被改進，技術(shù)人員要以實際的農(nóng)機應(yīng)用需求為準(zhǔn)。

（作者單位： 150000 黑龍江農(nóng)墾農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站）