本文關(guān)鍵詞：小麥精播機器人運動控制理論研究及應(yīng)用　出處：《青島理工大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 小麥精密播種 移動機器人 運動學(xué)模型 動力學(xué)模型 軌跡跟蹤

【摘要】：小麥精播機器人是推廣小麥精播技術(shù)、提高小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵設(shè)備,是一種典型的非完整控制系統(tǒng)。關(guān)于非完整系統(tǒng)的控制問題在理論上已有一些成熟的算法,但是其中大多數(shù)工作局限于系統(tǒng)精確模型下的運動規(guī)劃和控制算法的理論探討與數(shù)值仿真。當(dāng)系統(tǒng)模型中存在不確定參數(shù)或者外部擾動項時,許多算法就不再適用。為了推動輪式移動機器人的運動控制理論在實際中的應(yīng)用,研究魯棒控制、智能控制方法在輪式移動機器人中的應(yīng)用,本文以小麥精播機器人控制系統(tǒng)為研究對象,對小麥精播機器人的運動控制理論進行了研究。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)根據(jù)課題要求,對小麥精播機器人的總體結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計,并以非完整系統(tǒng)理論為基礎(chǔ),建立了小麥精播機器人的運動學(xué)模型和動力學(xué)模型。(2)在前期所建立的模型基礎(chǔ)上,研究了小麥精播機器人的軌跡跟蹤問題�；贐ackstepping的設(shè)計方法,建立了小麥精播機器人運動學(xué)模型的軌跡跟蹤控制器,使閉環(huán)系統(tǒng)的全局一致漸近穩(wěn)定�；诨？刂扑枷�,設(shè)計了基于小麥精播機器人動力學(xué)模型的魯棒軌跡跟蹤控制器,通過控制器增益參數(shù)的自適應(yīng)更新,較好的抑制了不確定參數(shù)及外部擾動對系統(tǒng)的影響,使閉環(huán)系統(tǒng)達到穩(wěn)定。(3)建立了小麥精播機器人控制系統(tǒng)方案,開發(fā)了小麥精播機器人實驗平臺和精密排種器實驗臺。最后以速度為主要參數(shù),進行了整機實驗,從實驗數(shù)據(jù)可以得出小麥精播機器人控制系統(tǒng)在排種過程中工作平穩(wěn),排種各項指標(biāo)滿足小麥精播的農(nóng)藝要求。本文的研究成果對小麥精播機器人的開發(fā),以及小麥精密播種技術(shù)的推廣應(yīng)用起到一定的推進作用,具有重要的理論意義與實用價值。
[Abstract]:The wheat precision seeding robot is the key equipment to popularize the technology of wheat precision sowing and increase the yield of wheat, and is a typical non complete control system. There are some mature theories about the control problems of nonholonomic systems, but most of them are limited to the theoretical exploration and numerical simulation of motion planning and control algorithms under the precise model of the system. When there are uncertain parameters or external disturbances in the system model, many algorithms are no longer applicable. In order to promote the application of wheeled mobile robot motion control theory in practice, research and application of robust control, intelligent control methods in wheeled mobile robot, based on wheat precision seeding robot control system as the research object of wheat precision seeding robot motion control theory research. The main contents of this paper are as follows: (1) according to the requirements of the project, the overall structure of the wheat precision seeding robot is designed, and based on the theory of nonholonomic system, the kinematic and dynamic models of the wheat precision seeding robot are established. (2) on the basis of the model established in the earlier period, the trajectory tracking problem of wheat precision seeding robot is studied. Based on the design method of Backstepping, a trajectory tracking controller for the kinematic model of a wheat precision seeding robot is established, which makes the closed-loop system globally consistent and asymptotically stable. Sliding mode control based on the idea of designing a robust trajectory tracking controller with dynamic model of wheat precision seeding robot based on adaptive updating through the controller gain parameters, can restrain the uncertain effects of system parameters and external disturbances, the closed-loop system is stable. (3) the control system of the wheat precision seeding robot was established, and the experimental platform of the wheat precision seeding robot and the precision seed metering device were developed. Finally, taking speed as the main parameter, the whole machine experiment is carried out. From the experimental data, it can be concluded that the control system of wheat precision seeding robot works smoothly in the process of seed metering, and all indicators of seed metering meet the agronomic requirements of wheat precision seeding. The research results in this paper can promote the development of wheat precision seeding robot and the popularization and application of wheat precision seeding technology, which has important theoretical significance and practical value.
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：1339925