針對傳統(tǒng)連桿式輪角傳感器安裝困難,提出雙MEMS陀螺儀輪角測量方法測量農(nóng)機轉向輪角。設計Kalman濾波器消除陀螺儀零偏、隨機漂移和角度積分累積誤差,實時反饋校正輪角測量值,實現(xiàn)農(nóng)機轉向輪角的精準測量。驗證試驗結果表明Kalman濾波器的校正效果良好,雙MEMS陀螺儀測量轉向輪角方法可行。對比試驗結果表明,該方法轉向輪角測量精度與傳統(tǒng)輪角傳感器測量精度相當,2.5 m和1.5 m上線距離均方根誤差分別為0.26°和0.21°;動態(tài)響應性能略遜于傳統(tǒng)角度傳感器性能,分別采用本文方法和輪角傳感器進行導航,拖拉機偏離目標航線2.5 m時上線時間分別為17.9 s和15 s,偏離目標航線1.5 m時上線時間分別為16.2 s和14.2 s。兩組試驗結果表明,本文提出的雙MEMS陀螺儀轉向輪角測量方法具有較好的測量精度,適用于農(nóng)機轉向輪角測量,滿足導航作業(yè)的需求,能夠替代傳統(tǒng)的連桿式絕對輪角傳感器。 

【文章來源】：中國農(nóng)機化學報. 2020,41(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

陀螺儀輪角測量系統(tǒng)示意圖

如圖1所示安裝好MEMS傳感器,采用自動導航農(nóng)機的GNNS定位系統(tǒng)獲取農(nóng)機運動速度,并將陀螺儀信號送至導航控制器處理。雙MEMS陀螺儀輪角測量方法原理示意圖如圖2所示,MEMS1測量車輪轉動的合速率 θ ˙ + ? ˙ ,其中 ? ˙ 為MEMS2測得的車身轉動速率, θ ˙ 為被測車輪的轉動速率,將MEMS1和MEMS2陀螺儀獲得的測量結果之差對時間進行積分,即可獲得車輪轉向輪角的估計值θ。農(nóng)機運動學方程估計的輪角作為觀測值,采用Kalman濾波器優(yōu)化估計角度誤差和陀螺儀零偏,對角度積分過程進行負反饋誤差校正,消除由于陀螺零偏、隨機漂移等誤差,以及積分過程隨時間累積帶入的累積誤差,獲得車輪轉向角的精準測量結果[22]。1.2 轉向輪角推算

田間試驗場地

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3088697