变速条件下农业机械路径跟踪稳定控制方法

摘要：

为提高农业机械(农机)路径跟踪控制在不同速度条件下的稳定性和鲁棒性,提出了基于链式系统模型和小范围稳定性分析优化的直线路径跟踪控制方法.首先,根据几何约束建立农机非线性运动学模型,并基于链式系统模型将其转换为线性链式系统,进而对系统的误差项进行线性组合,得到农机路径跟踪控制方法;然后,基于控制方法在平衡位置小范围的稳定性分析,对控制方法进行优化,使得农机路径跟踪控制在平衡位置小范围的稳定性与行驶速度无关;最后,以水稻穴直播机为实验平台开展了直线跟踪对比实验和农机作业实验.结果 表明,相比于PID控制方法,本文控制方法在3种不同速度下均能保持直线跟踪控制的稳定性,并且具有较高的控制精度.同时,本文路径跟踪控制方法的稳定性与行驶速度无关,农机作业的行驶速度在0.4 ～2.0 m/s范围内均能实现稳定控制,平均绝对误差均值为0.047 m,最大绝对误差为0.128m.

关键词：农业机械、跟踪控制、变速、链式系统、稳定性

所属期刊栏目：50

分类号：S223.2+3;TP273(农业机械及农具)

资助基金：国家重点研发计划项目2017YFD0700602、2016YFD0700105

在线出版日期：2019-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：18-24,32