發(fā)布時間：2017-05-05 14:09

  本文關(guān)鍵詞：基于GPS的農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究的前沿與熱點,也是未來農(nóng)業(yè)智能化作業(yè)的重要實踐方式。本文旨在結(jié)合GPS高精度定位傳感器設(shè)備,根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)特點,對農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行研究設(shè)計。主要研究內(nèi)容如下:1、導(dǎo)航感知系統(tǒng)的研究。針對國內(nèi)外對GPS、機(jī)器視覺、慣性導(dǎo)航單元、激光導(dǎo)航等各類定位傳感器的研究,結(jié)合現(xiàn)有的實驗條件,選擇高精度的GPS作為主要的導(dǎo)航定位傳感器。2、農(nóng)機(jī)車輛轉(zhuǎn)向控制器的設(shè)計。針對導(dǎo)航車輛的特點,根據(jù)現(xiàn)有的試驗平臺(以直流電機(jī)、編碼器等設(shè)計改造的車倆自動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)),利用PID算法設(shè)計了轉(zhuǎn)向控制器,并于MATLAB/SIMULINK的平臺上完成轉(zhuǎn)向控制仿真實驗。針對導(dǎo)航的四輪車的運(yùn)動特點,在假設(shè)地面平坦、前進(jìn)速度穩(wěn)定的條件下將車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)當(dāng)作一階慣性環(huán)節(jié)建立了運(yùn)動學(xué)模型。3、導(dǎo)航控制算法研究設(shè)計�；谧詣訉�(dǎo)航系統(tǒng)的復(fù)雜性及其高度非線性性,設(shè)計了模糊控制器,并引入權(quán)重因子設(shè)計了單因子自調(diào)整的模糊控制。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)與自學(xué)習(xí)功能,對隸屬函數(shù)的中心值、寬度值及最后一層的權(quán)重進(jìn)行了在線調(diào)節(jié),建立了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法,完善了控制系統(tǒng),試驗驗證控制效果更為準(zhǔn)確。4、試驗研究。傳感器的精度測試與標(biāo)定試驗。對GPS傳感器進(jìn)行了精度測試試驗,并對相關(guān)的角度傳感器和速度傳感器完成標(biāo)定試驗;以自主研發(fā)的農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航平臺為基礎(chǔ),分別在平坦路面與大田進(jìn)行了直線跟蹤實驗。5、對試驗結(jié)果進(jìn)行了分析,結(jié)果證明試驗誤差可以滿足農(nóng)業(yè)自動導(dǎo)航作業(yè)要求;最后,對影響試驗精度的原因進(jìn)行了總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) GPS自動導(dǎo)航 模糊控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 路徑跟蹤
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S220.3;TP273
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景、目標(biāo)及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航感知研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航控制算法研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航轉(zhuǎn)向控制研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線16-17
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 技術(shù)路線17
• 1.4 本章小結(jié)17-19
• 第二章 農(nóng)機(jī)導(dǎo)航定位系統(tǒng)研究19-27
• 2.1 GPS定位系統(tǒng)19-24
• 2.1.1 GPS定位原理19-20
• 2.1.2 RTK-GPS差分定位系統(tǒng)20
• 2.1.3 NMEA通訊協(xié)議20-22
• 2.1.4 WGS-84大地坐標(biāo)系與高斯-克呂格投影22-23
• 2.1.5 GPS設(shè)備選型介紹23-24
• 2.2 傳感器測量系統(tǒng)24-25
• 2.2.1 前輪轉(zhuǎn)角測量系統(tǒng)24-25
• 2.2.2 農(nóng)機(jī)速度測量系統(tǒng)25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第三章 農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)研究27-39
• 3.1 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)硬件組成27-30
• 3.1.1 直流電機(jī)控制系統(tǒng)28-30
• 3.1.2 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊30
• 3.2 農(nóng)機(jī)自動轉(zhuǎn)向控制方法研究設(shè)計30-37
• 3.2.1 車輛自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計31
• 3.2.2 車輛自動轉(zhuǎn)向PID控制器設(shè)計31-32
• 3.2.3 車輛運(yùn)動模型的建立32-35
• 3.2.4 車輛自動轉(zhuǎn)向控制仿真35-37
• 3.3 本章小結(jié)37-39
• 第四章 農(nóng)機(jī)導(dǎo)航路徑跟蹤控制方法研究39-57
• 4.1 導(dǎo)航控制原理39-40
• 4.2 導(dǎo)航路徑跟蹤決策設(shè)計40-41
• 4.3 模糊控制導(dǎo)航算法41-49
• 4.3.1 模糊控制原理41-43
• 4.3.2 輸入輸出量模糊化43-45
• 4.3.3 模糊控制規(guī)則庫設(shè)計45-48
• 4.3.4 模糊推理表的建立與去模糊化48-49
• 4.4 單因子自調(diào)整模糊控制算法49-50
• 4.5 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航控制算法50-56
• 4.5.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計51-52
• 4.5.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的學(xué)習(xí)算法52-55
• 4.5.3 仿真試驗研究55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航實驗研究57-67
• 5.1 傳感器標(biāo)定試驗57-61
• 5.1.1 GPS精度測試試驗57-58
• 5.1.2 角度傳感器標(biāo)定試驗58-61
• 5.1.3 速度傳感器標(biāo)定試驗61
• 5.2 導(dǎo)航控制試驗61-66
• 5.2.1 平坦路面的導(dǎo)航控制試驗61-63
• 5.2.2 實驗結(jié)果分析63
• 5.2.3 大田的導(dǎo)航控制試驗63-65
• 5.2.4 實驗結(jié)果分析65-66
• 5.3 試驗精度影響因素分析66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況77

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本文編號：346479