基于预适应路径追踪的收割机RAC导航系统

【目的】针对模糊纯追踪模型追踪误差大、响应速度慢的问题,分析收割机实际工作环境和工作特征,将预测控制理论与模糊纯追踪模型融合,设计并实现一种应用于收割机全自动作业的预适应路径追踪模型。【方法】该模型采用模糊控制理论中根据运动情况对参数动态调节的方法,将纯追踪模型中的前视距离参数由原本的固定值替换为根据追踪误差自适应的变化量,从而满足农业机械在农田复杂环境中的路径追踪需求。针对参数动态调节不能立即生效问题,该模型采用预测控制理论,通过内置收割机运动学模型,在追踪发生之前预测追踪结果,提前对追踪量进行校正,提高其追踪精度。【结果/结论】通过使用Matlab+Simulink平台对基于预适应路径追踪模型的收割机RAC导航系统进行仿真和实际测试,结果表明,改进后的导航系统相比基于模糊纯追踪模型的农机导航系统,追踪误差下降了91.9%。通过在搭载了RAC卫星接收机的收割机上部署该导航系统,经过测试,在3 km/h的速度下追踪误差为平均0.63 m,满足低成本收割机全自动作业需求。