考虑车身摇晃和滑移的无人农机航向控制技术

【目的】复杂作业环境下无人农机航向系统易受车身摇晃和大滑移影响,从而影响轨迹控制精度、工作精度和效率。【方法】提出了一种鲁棒性较强的航向角抗干扰预测控制方法,通过建立包含车身摇晃和大滑移影响的航向角运动模型,根据此模型设计干扰观测器以估计系统中存在的匹配与不匹配干扰,将估计得到的干扰在所设计的预测控制器中进行了反馈补偿,并对所提方法与基于传统运动学的MPC方法进行了数值仿真实验。【结果】在跟踪正弦参考信号时,所提方法的最大稳态误差仅为0.149°,最大误差仅为2.122°,而基于传统运动学模型的预测控制方法没有进入稳态,最大误差达到了4.732°。【结论】相较于传统的基于运动学模型的MPC方法,该方法极大提升了航向跟踪精度和抗干扰的鲁棒性,在复杂作业环境下基于该方法的无人农机航向系统具有更好的适应性和应用前景。