油電混合果園自動導航車控制器硬件在環(huán)仿真平臺設計與應用
發(fā)布時間:2021-05-12 06:39
果園由于面積范圍廣、地形復雜、壕溝多、雜草叢生、土壤濕度較高且土質較為疏松,對自動導航小車(AGV)的機械結構、控制系統(tǒng),以及能源動力系統(tǒng)的設計都提出了更高的標準和要求。混合動力AGV小車可以滿足果園中長距離移動的需求。為探索合適的混合動力AGV控制系統(tǒng)算法以及能量管理策略,同時減少設計過程中由于果園地形復雜導致的控制器設計驗證迭代、需求多樣化問題帶來的人力、物力,以及時間成本,本研究針對果園面積廣的特點,選擇串聯(lián)式油電混合動力系統(tǒng)進行AGV動力能源系統(tǒng)模型的搭建。另外,針對果園AGV需要適應地形范圍廣的特點,采用履帶車模型結構,利用硬件在環(huán)仿真技術,以樹莓派作為控制系統(tǒng)搭載控制算法實物,利用Matlab和RecurDyn軟件建立包含能源動力系統(tǒng)、電機驅動系統(tǒng)、履帶車行駛部分模型以及路面模型的系統(tǒng)實時仿真模型,最終實現(xiàn)了串聯(lián)式混合動力AGV控制器硬件在環(huán)仿真功能。基于串級比例積分微分(PID)以及模糊控制器控制算法的仿真驗證表明,模糊控制器控制算法能夠減少參數(shù)調(diào)節(jié)帶來的時間成本,在轉向角度小時響應速度加快了50%,在轉向角度大時串級PID控制器產(chǎn)生了10%的超調(diào),而模糊控制器無超調(diào),轉...
【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)仿真平臺的總體設計
3 仿真平臺關鍵技術研究
3.1 運動控制算法
3.1.1 控制策略設計
3.1.2 電機模型搭建
3.2 AGV能量模型
3.2.1 鋰電池模型搭建
3.2.2 發(fā)動機特性描述
4 仿真平臺實現(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 人機交互設計
4.4 混合動力系統(tǒng)建立
5 試驗方案及結果分析
5.1 控制算法的設計和驗證
5.1.1 直線行駛和上坡工況仿真
5.1.2 轉向工況仿真
5.2 能量管理策略測試與對比
6 結論與展望
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于實測不平度的路面等級分析與評價[J]. 曲嘯天,趙強,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)略目標研究[J]. 趙春江. 智慧農(nóng)業(yè). 2019(01)
[3]自動化集裝箱運輸車AGV動力能源系統(tǒng)[J]. 張廣斌,胡文輝,陳金龍. 起重運輸機械. 2018(09)
[4]小型汽油機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)機質量與監(jiān)督. 2018(07)
[5]整車路面不平度激勵的仿真方法研究[J]. 徐東鎮(zhèn),張祖芳,夏公川. 圖學學報. 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)自動化AGV小車的設計與模糊控制研究[J]. 羅遠杰,陳息坤,高艷霞. 工業(yè)控制計算機. 2015(12)
[8]純電動汽車動力鋰電池Nernst模型參數(shù)辨識[J]. 畢軍,康燕瓊,邵賽. 汽車工程. 2015(06)
[9]混合動力系統(tǒng)能量管理策略的實時優(yōu)化控制算法[J]. 夏超英,張聰. 自動化學報. 2015(03)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡補償控制的PID雙閉環(huán)球桿位置控制[J]. 朱堅民,齊北川,沈正強,黃春燕. 系統(tǒng)仿真學報. 2014(05)
碩士論文
[1]山地果園仿形割草機的設計與試驗[D]. 馬攀宇.華中農(nóng)業(yè)大學 2019
[2]基于MCSA的無刷直流電機特性測試技術研究[D]. 何建華.中國計量學院 2012
本文編號: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)仿真平臺的總體設計
3 仿真平臺關鍵技術研究
3.1 運動控制算法
3.1.1 控制策略設計
3.1.2 電機模型搭建
3.2 AGV能量模型
3.2.1 鋰電池模型搭建
3.2.2 發(fā)動機特性描述
4 仿真平臺實現(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 人機交互設計
4.4 混合動力系統(tǒng)建立
5 試驗方案及結果分析
5.1 控制算法的設計和驗證
5.1.1 直線行駛和上坡工況仿真
5.1.2 轉向工況仿真
5.2 能量管理策略測試與對比
6 結論與展望
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于實測不平度的路面等級分析與評價[J]. 曲嘯天,趙強,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)略目標研究[J]. 趙春江. 智慧農(nóng)業(yè). 2019(01)
[3]自動化集裝箱運輸車AGV動力能源系統(tǒng)[J]. 張廣斌,胡文輝,陳金龍. 起重運輸機械. 2018(09)
[4]小型汽油機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)機質量與監(jiān)督. 2018(07)
[5]整車路面不平度激勵的仿真方法研究[J]. 徐東鎮(zhèn),張祖芳,夏公川. 圖學學報. 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)自動化AGV小車的設計與模糊控制研究[J]. 羅遠杰,陳息坤,高艷霞. 工業(yè)控制計算機. 2015(12)
[8]純電動汽車動力鋰電池Nernst模型參數(shù)辨識[J]. 畢軍,康燕瓊,邵賽. 汽車工程. 2015(06)
[9]混合動力系統(tǒng)能量管理策略的實時優(yōu)化控制算法[J]. 夏超英,張聰. 自動化學報. 2015(03)
[10]基于神經(jīng)網(wǎng)絡補償控制的PID雙閉環(huán)球桿位置控制[J]. 朱堅民,齊北川,沈正強,黃春燕. 系統(tǒng)仿真學報. 2014(05)
碩士論文
[1]山地果園仿形割草機的設計與試驗[D]. 馬攀宇.華中農(nóng)業(yè)大學 2019
[2]基于MCSA的無刷直流電機特性測試技術研究[D]. 何建華.中國計量學院 2012
本文編號:3182933
本文鏈接:http://sikaile.net/nykjlw/nygclw/3182933.html
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