视觉导航拖拉机自动转向控制系统研究

拖拉机的转向控制系统是实现自动驾驶的重要组成部分。为此,以铁牛654拖拉机为研究对象,进行了自动转向控制系统的研究,提出了基于简化的运动学模型模糊控制方法。将利用视觉传感器得到的方位偏差和侧向偏差作为控制器的输入,控制器可以根据输入实时输出相应的前轮转角。仿真和试验表明,该控制器有比较好的跟随性和响应性,可以较好地适应低速时拖拉机行驶的要求,为深入开展拖拉机的自动驾驶研究提供了有益尝试。

东方红拖拉机自动转向控制系统设计

以东方红-X804型拖拉机为平台,改造原拖拉机的油路,使用电控比例液压阀,并设计电控单元,组成了自动转向控制系统。简述了油路的改造与电控比例液压阀安装,电控单元的设计,包括单片机(C8051F040)、角度传感器(KMA199)以及CAN总线网络,实现了SD卡存储系统,实时存储试验过程中的数据。试验结果表明:信号跟踪的最大误差1.1°、平均误差0.5°、平均延时为0.2 s。自动转向控制系统具有良好的响应特性,满足转向系统的性能要求。

拖拉机自动转向控制系统的一种改造方案

拖拉机自动转向控制系统可实现拖拉机按规划路径行驶,是自动驾驶转向控制的基础。基于拖拉机现有液压系统,给出一种液压油路改造方案,论述在该方案基础上的自动转向控制系统基本构成和工作原理,并对该方案的发展与完善提出建议。

拖拉机自动转向系统容错自适应滑模控制方法

为提高拖拉机自动转向系统的可靠性,该文提出了一种具有前轮转角容错检测能力的径向基函数(radial basis function,RBF)网络自适应滑模控制方法。综合考虑拖拉机姿态信息和控制输出,基于卡尔曼滤波算法推导得出拖拉机前轮转角的两个估计值,并结合角度编码器实际测量值设计了前轮转角容错检测输出算法;以容错输出算法的输出值作为状态量,提出一种利用RBF网络进行干扰补偿的前轮角度自适应滑模控制方法,并通过仿真试验验证了算法的有效性。开展了拖拉机前轮转角容错检测和自动控制试验,结果显示:基于侧向加速度的转角预估值最大误差为2.94?,均方根误差为0.81?;基于横摆角速度的转角预估值的最大误差为1.73?,均方根误差为0.12?;当人为施加故障干扰时,算法可以提供容错的转角输出;拖拉机转向控制系统可以快速跟踪期望前轮角度且超调量较小,最大控制误差为0.21?,均方根误差为0.07?。试验结果表明,容错自适应滑模控制方法提高了自动转向控制系统的可靠性和准确性,有助于解决拖拉机前轮转角测量装置故障率高的问题。

拖拉机自动驾驶转向控制系统的设计

介绍了一种用于拖拉机自动驾驶的电控液压动力转向系统。该系统由转向电子控制单元(ECU)、全 液压转向器、步进电机、步进电机驱动器、角位移传感器等组成。它能够根据上位机(自动驾驶控制计算机)下达 的转向指令控制转向执行机构实现准确的转向功能。电控液压转向系统具有转向力矩大,控制精度高,响应速 度快,节省能量等优点,可以作为自动／辅助驾驶车辆的转向执行机构。

以角速度为转向动作反馈的拖拉机自动导航控制系统

针对传统农机导航控制系统中转向角度传感器安装麻烦、可靠性较低的缺点,采用角速度计作为拖拉机转向动作的反馈传感器,结合拖拉机加装的基于CAN总线结构的导航控制装置,设计了串级PID自动导航控制系统,内环PID控制器用于转向控制,外环PID控制器用于路径跟踪控制。由于角速度计噪声误差较大,为避免对角速度的积分运算引起误差持续累积增大,角速度计的测量数据仅直接用作内环PID控制器的反馈;外环PID控制器的控制量也设计为角速度值。因此,在以转向角为控制量的比例控制算法基础上,本文又推导、设计了以角速度为控制量的外环PID控制算法。路面实验结果表明,本文设计的以角速度为转向动作反馈的拖拉机自动导航控制系统,直线路径的稳态跟踪误差平均值约为4.1cm,误差绝对值最大为12.9cm,验证了角速度计在农机导航控制系统中应用的可行性及所提控制方法的正确性。

基于PID控制的拖拉机自动转向系统

为了提高自动行驶车辆转向系统的控制性能,以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象进行拖拉机转向控制系统研究,以车辆目标前轮转角和实际转角的偏差为输入变量,设计车辆转向PID控制器,通过对转向驱动电机的控制实现拖拉机转向控制。仿真和实验结果表明,所设计的控制器具有良好的快速性和准确性,能够满足拖拉机转向控制的需求。

基于东方红-SG250拖拉机的自动转向控制系统设计

以东方红SG-250型拖拉机为平台,通过比例方向阀和电控单元对拖拉机原有油路进行改造,构建了自动转向控制系统,并为该系统设计了PD控制器,以实现精准控制。通过试凑法确定了PD算法的参数,试验结果表明:自动转向控制系统能够正常工作,通过试凑法确定的PD参数使自动转向控制系统具有良好的响应特性,可以满足转向系统的性能要求。

基于东风1204拖拉机自动导航转向控制系统设计

以东风1204拖拉机为原型,通过分析拖拉机自动导航与车道偏离预警系统(LDWS)的异同,以LDWS转向控制模型为基础,推导出拖拉机动力学模型。通过分析液压转向机构工作原理,制定了液压自动转向机构的改装方案,并利用Sim Hydraulics工具箱搭建了液压自动转向系统模型,且基于此转向模型设计了自动导航拖拉机液压转向系统模糊控制器,在Mat Lab/Simulink中进行仿真试验。结果表明:所设计的转向系统模糊控制器具有良好的转向跟踪精度,其最大跟踪误差小于1°,控制效果良好。

东方红X-804拖拉机的DGPS自动导航控制系统

该文在东方红X-804拖拉机上开发了基于RTK-DGPS的自动导航控制系统。系统主要包括RTK-DGPS接收机、导航控制器、转向操纵控制器、电控液压转向装置和转向轮偏角检测传感器。其中转向操纵控制器、转向轮偏角检测传感器和电控液压转向装置构成转向轮偏角的闭环控制回路,该回路可根据导航控制器提供的期望转向轮偏角实现偏转角的随动控制。将拖拉机运动学模型和转向操纵控制模型相结合,建立了拖拉机直线跟踪的导航控制传递函数模型,模型的输入是横向跟踪误差,输出是期望的转向轮偏角。设计了基于PID算法的导航控制器,仿真分析了系统稳定性和动态响应性能,确定了PID控制参数的较佳取值。针对东方红X-804拖拉机转弯半径大的特点,采用跨行地头转向控制方式,提出了具体的控制流程及算法。田间试验结果表明:采用所设计的DGPS自动导航控制系统,在拖拉机行进速度为0.8m/s时,直线跟踪的最大误差小于0.15m,平均跟踪误差小于0.03m,所提出的跨行地头转向控制方法对试验拖拉机具有良好的适用性。

基于DSP的拖拉机电液转向控制系统

针对拖拉机的全液压转向系设计了基于TMS320F2812DSP的电液转向控制系统,硬件部分包括DSP芯片及PWM电控器等接口电路,软件部分设计了带非线性补偿的PID控制算法,选用比例电磁换向阀、角位移传感器构建了试验平台,进行了算法参数确定试验和导向信号跟踪转向试验。结果表明控制系统的转向角误差小于7%,平均滞后时间为0.15s,能为自动导向提供理论基础。

基于DGPS与双闭环控制的拖拉机自动导航系统

以东方红X-804型拖拉机为平台,设计了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相结合的自动导航系统,研究提高农业机械导航控制精度的方法。阐述了导航系统整体设计方案,以RTK-DGPS和AHRS500GA分别提供位置信息和辅助修正信息实现准确定位,以电控液压转向系统实现转向控制。分析了整体控制的策略,建立了路径跟踪的传递函数模型,阐述了双闭环转向控制算法的建立过程,以及控制器的硬件实现。试验结果表明:GPS定位数据经过校正后,平均偏差降低至0.031 m;双闭环控制算法提高了自动转向系统性能,稳态时方波信号以及正弦波信号的跟踪误差平均值为0.40°;在拖拉机田间作业跟踪过程中,路径跟踪误差平均值不超过0.019 m,转向轮偏角跟踪误差平均值为0.43°,标准差不超过0.041 m。

山地拖拉机车身自动调平控制系统的设计

所设计的车身自动调平控制系统主要由单片机STC89C52、单轴倾角传感器和限位开关组成,通过单片机处理倾角传感器和限位开关的信号,做出调平决策,然后通过控制液压缸缸体的运动使山地拖拉机在工作过程中可以实现车身自动调平。该车身自动调平控制系统可以使山地拖拉机满足在丘陵山区的工作要求。

基于电液伺服及反馈系统的拖拉机转向控制研究

现代农业的发展趋势是精准农业,这也是世界各国着力研究的重点。在精准农业中,农用拖拉机的自主行走是精准农业发展的关键,农业拖拉机自动导向的应用机会越来越多。近年来,精准农业技术的发展需要高效率的自动化和安全性,农用拖拉机的自动转向控制研究有了生产上和社会上的需求。因此,为了解决拖拉机在田间的自主行走问题,设计了一种基于电液伺服系统及反馈控制的自动行走拖拉机的转向控制装置。

拖拉机电-液悬挂系统耕深自动控制的研究

介绍拖拉机电-液悬挂系统的结构及工作原理,建立该系统数学模型,并对该液压悬挂耕深自动控制系统进行了位置控制、牵引力控制和力位综合控制的试验研究,实现了拖拉机电控液压悬挂系统的耕深自动控制。

拖拉机自动转向操纵控制器试验与仿真研究

转向操纵控制器执行效果的优劣决定了导航车辆工作的准确性和稳定性。为此,以开展试验测试和仿真研究的方法,对现有的转向控制平台进行试验测试,开发了双通道系数测定试验、比例系数测定试验和微分系数测定试验,目的是从软件的角度提升整个控制器的性能。同时,针对系统的被控对象进行建模,建立步进电机非线性SIMULINK仿真模型,并在此基础上提出了模糊PID控制器的构建思路,实现了步进电机模糊PID仿真。该研究为提高导航操纵控制器精度提供了思路。

现代大功率拖拉机自动换挡控制系统

介绍了现代大功率拖拉机自动换挡控制系统的基本原理和方法 ,主要传感器的结构、传感技术及电液一体化控制技术 。

国内农用拖拉机自动转向系统研究现状

作为精准农业的重要组成部分,农用拖拉机自动转向系统的研究也越来越多。通过对相关文献进行梳理和分析,分别从自动转向系统的两个组成部分(自动转向执行机构和自动转向控制系统)阐述国内农用拖拉机自动转向系统的研究成果,为设计合理的自动转向执行机构和稳定准确的自动转向控制系统提供建议和参考。

拖拉机自动转向系统设计及仿真

以TN654拖拉机为平台,基于原车液压转向系统,设计一套比例方向电磁阀组和电控单元(ECU),构建了能响应程序控制的自动转向系统。通过建立阀控缸动力系统数学模型,利用Mat Lab对该系统PD控制性能进行仿真分析。仿真结果显示:系统最大迟滞0.24、1.8s内均能达到平衡点,表明系统具有良好的控制精度和响应性,符合拖拉机自动驾驶作业需求。

拖拉机自动导航转向系统的设计及仿真

依照拖拉机自动导航转向系统的要求,设计了一种自动转向系统的改造方案,通过加装三位四通电磁换向阀和比例调速阀的旁路节流调速回路,对转向轮的转向和转向速度进行了控制;然后,结合拖拉机结构对其油路改造进行了设计;最后,利用AMESim对系统进行了建模仿真,分析了其动态性能。结果表明,此方案具有效率高、动态响应性能好、精度高及油路改造简单方便等特点。