油電混合果園自動(dòng)導(dǎo)航車控制器硬件在環(huán)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-05-12 06:39
果園由于面積范圍廣、地形復(fù)雜、壕溝多、雜草叢生、土壤濕度較高且土質(zhì)較為疏松,對(duì)自動(dòng)導(dǎo)航小車(AGV)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng),以及能源動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求;旌蟿(dòng)力AGV小車可以滿足果園中長距離移動(dòng)的需求。為探索合適的混合動(dòng)力AGV控制系統(tǒng)算法以及能量管理策略,同時(shí)減少設(shè)計(jì)過程中由于果園地形復(fù)雜導(dǎo)致的控制器設(shè)計(jì)驗(yàn)證迭代、需求多樣化問題帶來的人力、物力,以及時(shí)間成本,本研究針對(duì)果園面積廣的特點(diǎn),選擇串聯(lián)式油電混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行AGV動(dòng)力能源系統(tǒng)模型的搭建。另外,針對(duì)果園AGV需要適應(yīng)地形范圍廣的特點(diǎn),采用履帶車模型結(jié)構(gòu),利用硬件在環(huán)仿真技術(shù),以樹莓派作為控制系統(tǒng)搭載控制算法實(shí)物,利用Matlab和RecurDyn軟件建立包含能源動(dòng)力系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、履帶車行駛部分模型以及路面模型的系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真模型,最終實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)式混合動(dòng)力AGV控制器硬件在環(huán)仿真功能;诖(jí)比例積分微分(PID)以及模糊控制器控制算法的仿真驗(yàn)證表明,模糊控制器控制算法能夠減少參數(shù)調(diào)節(jié)帶來的時(shí)間成本,在轉(zhuǎn)向角度小時(shí)響應(yīng)速度加快了50%,在轉(zhuǎn)向角度大時(shí)串級(jí)PID控制器產(chǎn)生了10%的超調(diào),而模糊控制器無超調(diào),轉(zhuǎn)...
【文章來源】:智慧農(nóng)業(yè)(中英文). 2020,2(04)
【文章頁數(shù)】:16 頁
【文章目錄】:
1 引言
2 在環(huán)仿真平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)
3 仿真平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究
3.1 運(yùn)動(dòng)控制算法
3.1.1 控制策略設(shè)計(jì)
3.1.2 電機(jī)模型搭建
3.2 AGV能量模型
3.2.1 鋰電池模型搭建
3.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)特性描述
4 仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)
4.1 履帶車的建模
4.2 基于諧波疊加法的路面模型搭建
4.3 人機(jī)交互設(shè)計(jì)
4.4 混合動(dòng)力系統(tǒng)建立
5 試驗(yàn)方案及結(jié)果分析
5.1 控制算法的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證
5.1.1 直線行駛和上坡工況仿真
5.1.2 轉(zhuǎn)向工況仿真
5.2 能量管理策略測試與對(duì)比
6 結(jié)論與展望
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于實(shí)測不平度的路面等級(jí)分析與評(píng)價(jià)[J]. 曲嘯天,趙強(qiáng),趙吉業(yè),岳永恒,趙月煥. 中外公路. 2019(01)
[2]智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及戰(zhàn)略目標(biāo)研究[J]. 趙春江. 智慧農(nóng)業(yè). 2019(01)
[3]自動(dòng)化集裝箱運(yùn)輸車AGV動(dòng)力能源系統(tǒng)[J]. 張廣斌,胡文輝,陳金龍. 起重運(yùn)輸機(jī)械. 2018(09)
[4]小型汽油機(jī)特性曲線的檢測與分析[J]. 毛志幸,孫輝,陳洪,許穎,唐曉東,李果. 農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督. 2018(07)
[5]整車路面不平度激勵(lì)的仿真方法研究[J]. 徐東鎮(zhèn),張祖芳,夏公川. 圖學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]Modeling and simulation for small-tracked mobile robots[J]. 高健,施家棟,王建中. Journal of Beijing Institute of Technology. 2016(02)
[7]現(xiàn)代農(nóng)業(yè)自動(dòng)化AGV小車的設(shè)計(jì)與模糊控制研究[J]. 羅遠(yuǎn)杰,陳息坤,高艷霞. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2015(12)
[8]純電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池Nernst模型參數(shù)辨識(shí)[J]. 畢軍,康燕瓊,邵賽. 汽車工程. 2015(06)
[9]混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理策略的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制算法[J]. 夏超英,張聰. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償控制的PID雙閉環(huán)球桿位置控制[J]. 朱堅(jiān)民,齊北川,沈正強(qiáng),黃春燕. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2014(05)
碩士論文
[1]山地果園仿形割草機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D]. 馬攀宇.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于MCSA的無刷直流電機(jī)特性測試技術(shù)研究[D]. 何建華.中國計(jì)量學(xué)院 2012
本文編號(hào):3182933
【文章來源】:智慧農(nóng)業(yè)(中英文). 2020,2(04)
【文章頁數(shù)】:16 頁
【文章目錄】:
1 引言
2 在環(huán)仿真平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)
3 仿真平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究
3.1 運(yùn)動(dòng)控制算法
3.1.1 控制策略設(shè)計(jì)
3.1.2 電機(jī)模型搭建
3.2 AGV能量模型
3.2.1 鋰電池模型搭建
3.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)特性描述
4 仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)
4.1 履帶車的建模
4.2 基于諧波疊加法的路面模型搭建
4.3 人機(jī)交互設(shè)計(jì)
4.4 混合動(dòng)力系統(tǒng)建立
5 試驗(yàn)方案及結(jié)果分析
5.1 控制算法的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證
5.1.1 直線行駛和上坡工況仿真
5.1.2 轉(zhuǎn)向工況仿真
5.2 能量管理策略測試與對(duì)比
6 結(jié)論與展望
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于實(shí)測不平度的路面等級(jí)分析與評(píng)價(jià)[J]. 曲嘯天,趙強(qiáng),趙吉業(yè),岳永恒,趙月煥. 中外公路. 2019(01)
[2]智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及戰(zhàn)略目標(biāo)研究[J]. 趙春江. 智慧農(nóng)業(yè). 2019(01)
[3]自動(dòng)化集裝箱運(yùn)輸車AGV動(dòng)力能源系統(tǒng)[J]. 張廣斌,胡文輝,陳金龍. 起重運(yùn)輸機(jī)械. 2018(09)
[4]小型汽油機(jī)特性曲線的檢測與分析[J]. 毛志幸,孫輝,陳洪,許穎,唐曉東,李果. 農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督. 2018(07)
[5]整車路面不平度激勵(lì)的仿真方法研究[J]. 徐東鎮(zhèn),張祖芳,夏公川. 圖學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]Modeling and simulation for small-tracked mobile robots[J]. 高健,施家棟,王建中. Journal of Beijing Institute of Technology. 2016(02)
[7]現(xiàn)代農(nóng)業(yè)自動(dòng)化AGV小車的設(shè)計(jì)與模糊控制研究[J]. 羅遠(yuǎn)杰,陳息坤,高艷霞. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2015(12)
[8]純電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池Nernst模型參數(shù)辨識(shí)[J]. 畢軍,康燕瓊,邵賽. 汽車工程. 2015(06)
[9]混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理策略的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制算法[J]. 夏超英,張聰. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償控制的PID雙閉環(huán)球桿位置控制[J]. 朱堅(jiān)民,齊北川,沈正強(qiáng),黃春燕. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2014(05)
碩士論文
[1]山地果園仿形割草機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D]. 馬攀宇.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于MCSA的無刷直流電機(jī)特性測試技術(shù)研究[D]. 何建華.中國計(jì)量學(xué)院 2012
本文編號(hào):3182933
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