發(fā)布時間：2023-11-27 18:00

　　隨著信息化和機械化技術的普及,精準農(nóng)業(yè)技術逐漸發(fā)展起來,無人駕駛拖拉機的自動導航系統(tǒng)是智能農(nóng)機的重要組成部分,路徑跟蹤與轉向控制技術作為拖拉機自動導航系統(tǒng)的關鍵技術之一,近年來已成為科研人員的研究熱點。本文以HT-1804F型拖拉機為研究平臺,對無人駕駛拖拉機的路徑跟蹤控制和轉向控制進行了研究。首先,在查閱國內(nèi)外拖拉機自動導航產(chǎn)品及相關文獻的基礎上,對比分析了無人駕駛拖拉機路徑跟蹤控制及轉向控制所采用的關鍵技術和方法;闡述了目前技術和方法存在的問題和不足。其次,對無人駕駛拖拉機路徑跟蹤與轉向控制系統(tǒng)的結構和原理進行研究,并根據(jù)拖拉機對路徑跟蹤控制的基本要求和車輛二自由度動力學模型,建立了基于預瞄的拖拉機-路徑側向動力學模型;并對定位坐標轉換、輪胎模型進行了研究。再次,研究了拖拉機轉向系統(tǒng)的結構特點及工作原理,在不影響拖拉機原有的全液壓轉向系統(tǒng)正常工作的前提下,采用三位四通比例換向閥等電磁閥設計了一套自動液壓轉向系統(tǒng);然后建立了比例換向閥、轉向油缸及轉向輪轉角之間的傳遞函數(shù)關系;同時根據(jù)比例換向閥及轉向系統(tǒng)的特性,設計了一種基于PID的自動轉向控制算法,并將階躍信號和正弦信號作為輸入,通...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
        1.1.1 課題研究的背景
        1.1.2 課題研究的意義
    1.2 無人駕駛拖拉機研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無人駕駛拖拉機國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無人駕駛拖拉機國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 無人駕駛拖拉機路徑跟蹤與轉向控制研究現(xiàn)狀
        1.3.1 無人駕駛拖拉機路徑跟蹤與轉向控制車輛模型
        1.3.2 無人駕駛拖拉機路徑跟蹤與轉向控制方法
    1.4 目前存在的問題
    1.5 課題來源與研究內(nèi)容
        1.5.1 課題來源
        1.5.2 本文研究內(nèi)容
        1.5.3 技術路線
第二章 路徑跟蹤與轉向控制整體架構及基礎模型
    2.1 無人駕駛拖拉機路徑跟蹤與轉向控制系統(tǒng)架構
        2.1.1 無人駕駛拖拉機系統(tǒng)組成
        2.1.2 無人駕駛拖拉機路徑跟蹤與轉向控制系統(tǒng)架構
    2.2 拖拉機動力學模型
        2.2.1 模型的假設
        2.2.2 動力學模型的建立
        2.2.3 基于預瞄的拖拉機-路徑側向動力學模型
    2.3 坐標轉換
        2.3.1 導航信息轉換
        2.3.2 車身坐標與大地坐標轉換
    2.4 輪胎模型
    2.5 本章小結
第三章 無人駕駛拖拉機自動轉向控制研究
    3.1 自動轉向機構
        3.1.1 自動轉向機構改裝基本原則
        3.1.2 自動轉向機構的改裝
    3.2 拖拉機自動轉向系統(tǒng)模型建立
        3.2.1 轉向油缸數(shù)學模型建立
        3.2.2 轉向輪轉角與轉向油缸位移數(shù)學模型的建立
        3.2.3 自動轉向系統(tǒng)模型建立
    3.3 無人駕駛拖拉機自動轉向控制算法研究及仿真
        3.3.1 PID控制方法原理
        3.3.2 自動轉向控制算法設計
        3.3.3 仿真試驗
    3.4 本章小結
第四章 無人駕駛拖拉機路徑跟蹤控制方法研究
    4.1 路徑跟蹤控制要求
    4.2 滑�？刂评碚撆c模糊控制理論
        4.2.1 滑模變結構控制理論
        4.2.2 模糊控制理論
    4.3 基于模糊趨近律的滑�？刂破髟O計
        4.3.1 基于模糊趨近律的橫向偏差滑�？刂破髟O計
        4.3.2 基于模糊趨近律的航向偏差滑�？刂破髟O計
    4.4 仿真試驗
        4.4.1 模糊趨近律對滑�？刂破鞯挠行则炞C
        4.4.2 半圓形轉彎仿真工況
        4.4.3 梨形轉彎仿真工況
    4.5 本章小結
第五章 無人駕駛拖拉機路徑跟蹤與轉向控制實車試驗
    5.1 實車試驗平臺架構
        5.1.1 高精定位設備
        5.1.2 環(huán)境感知傳感器
        5.1.3 嵌入式測控系統(tǒng)
        5.1.4 轉角測量
    5.2 實車試驗
        5.2.1 曲線路徑跟蹤
        5.2.2 梨形作業(yè)路徑跟蹤
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 未來工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：3868296