本文關鍵詞：基于拖拉機導航的路徑跟蹤技術研究

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【摘要】：拖拉機導航技術不僅可以有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率,減輕駕駛員疲勞度,還能完成信息化采集,減少環(huán)境污染。本文對拖拉機導航技術中的路徑跟蹤技術進行研究,結合農(nóng)田實際情況,以TN654為研究對象,進行了方案總體設計,并對拖拉機位置姿態(tài)信息進行了參數(shù)研究,采用模糊控制與純追蹤算法相結合實現(xiàn)路徑跟蹤,最后通過路徑跟蹤試驗進行驗證,前視距離能實現(xiàn)自整定,提高了拖拉機對農(nóng)田復雜環(huán)境的魯棒性和適應性。本文主要研究內(nèi)容有以下四個部分:(1)結合農(nóng)田作業(yè)實際進行了路徑跟蹤技術研究的方案總體設計,圍繞搭建研究平臺、確定跟蹤算法、整定參數(shù)進行設計。內(nèi)容包括:路徑設計、跟蹤方法設計、功能實現(xiàn)設計、監(jiān)控終端設計、執(zhí)行部分設計。(2)對拖拉機進行了定位與前輪轉(zhuǎn)角參數(shù)研究,對GPS信息中的經(jīng)緯度、東北天速度進行了卡爾曼濾波,能有效減少誤差。關于前輪轉(zhuǎn)角參數(shù)研究,借助角位移傳感器與卡爾曼預測模型相結合,實現(xiàn)了靜態(tài)、動態(tài)條件下實際轉(zhuǎn)角估計,其中,靜態(tài)條件下,標準差不超過2°,動態(tài)條件下,平均誤差在2°。(3)通過對比模糊控制方法與純追蹤方法,提出了一種基于模糊控制與純追蹤方法相結合實現(xiàn)路徑跟蹤,通過對橫向偏差、航向偏差、前視距離進行模糊控制,針對不同橫向偏差、航向偏差拖拉機前視距離可進行自適應整定。在MATLAB/SIMULINK進行了固定橫向偏差下不同航向偏差下路徑跟蹤仿真、固定航向偏差下不同橫向偏差下路徑跟蹤仿真,仿真結果表明前視距離可實現(xiàn)自適應整定。(4)路徑跟蹤試驗研究。試驗包括室內(nèi)試驗、臺架試驗、路徑跟蹤試驗。其中室內(nèi)試驗模擬實際前輪轉(zhuǎn)動同時驗證算法正確性,臺架試驗實現(xiàn)轉(zhuǎn)向參數(shù)的采集與性能分析,通過計算τ為0.32能較好描述執(zhí)行部分,路徑跟蹤試驗在水泥路面下進行直線路徑跟蹤,行駛速度1m/s,平均誤差為4.75cm。
【學位授予單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S219
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本文編號：1306892