本文關鍵詞：基于GPS的農機自動導航系統(tǒng)的研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：農機自動導航技術是當前國內外精準農業(yè)研究的前沿與熱點,也是未來農業(yè)智能化作業(yè)的重要實踐方式。本文旨在結合GPS高精度定位傳感器設備,根據(jù)農業(yè)機械的作業(yè)特點,對農機自動導航系統(tǒng)進行研究設計。主要研究內容如下:1、導航感知系統(tǒng)的研究。針對國內外對GPS、機器視覺、慣性導航單元、激光導航等各類定位傳感器的研究,結合現(xiàn)有的實驗條件,選擇高精度的GPS作為主要的導航定位傳感器。2、農機車輛轉向控制器的設計。針對導航車輛的特點,根據(jù)現(xiàn)有的試驗平臺(以直流電機、編碼器等設計改造的車倆自動轉向機構),利用PID算法設計了轉向控制器,并于MATLAB/SIMULINK的平臺上完成轉向控制仿真實驗。針對導航的四輪車的運動特點,在假設地面平坦、前進速度穩(wěn)定的條件下將車輛的轉向機構當作一階慣性環(huán)節(jié)建立了運動學模型。3、導航控制算法研究設計�；谧詣訉Ш较到y(tǒng)的復雜性及其高度非線性性,設計了模糊控制器,并引入權重因子設計了單因子自調整的模糊控制。利用神經網絡的自適應與自學習功能,對隸屬函數(shù)的中心值、寬度值及最后一層的權重進行了在線調節(jié),建立了模糊神經網絡控制算法,完善了控制系統(tǒng),試驗驗證控制效果更為準確。4、試驗研究。傳感器的精度測試與標定試驗。對GPS傳感器進行了精度測試試驗,并對相關的角度傳感器和速度傳感器完成標定試驗;以自主研發(fā)的農機自動導航平臺為基礎,分別在平坦路面與大田進行了直線跟蹤實驗。5、對試驗結果進行了分析,結果證明試驗誤差可以滿足農業(yè)自動導航作業(yè)要求;最后,對影響試驗精度的原因進行了總結。
【關鍵詞】：精準農業(yè) GPS自動導航 模糊控制 神經網絡 路徑跟蹤
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S220.3;TP273
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景、目標及意義11-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 農業(yè)機械導航感知研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 農業(yè)機械導航控制算法研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 農業(yè)機械導航轉向控制研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究內容及技術路線16-17
• 1.3.1 主要研究內容16-17
• 1.3.2 技術路線17
• 1.4 本章小結17-19
• 第二章 農機導航定位系統(tǒng)研究19-27
• 2.1 GPS定位系統(tǒng)19-24
• 2.1.1 GPS定位原理19-20
• 2.1.2 RTK-GPS差分定位系統(tǒng)20
• 2.1.3 NMEA通訊協(xié)議20-22
• 2.1.4 WGS-84大地坐標系與高斯-克呂格投影22-23
• 2.1.5 GPS設備選型介紹23-24
• 2.2 傳感器測量系統(tǒng)24-25
• 2.2.1 前輪轉角測量系統(tǒng)24-25
• 2.2.2 農機速度測量系統(tǒng)25
• 2.3 本章小結25-27
• 第三章 農機轉向控制系統(tǒng)研究27-39
• 3.1 轉向控制系統(tǒng)硬件組成27-30
• 3.1.1 直流電機控制系統(tǒng)28-30
• 3.1.2 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊30
• 3.2 農機自動轉向控制方法研究設計30-37
• 3.2.1 車輛自動轉向系統(tǒng)設計31
• 3.2.2 車輛自動轉向PID控制器設計31-32
• 3.2.3 車輛運動模型的建立32-35
• 3.2.4 車輛自動轉向控制仿真35-37
• 3.3 本章小結37-39
• 第四章 農機導航路徑跟蹤控制方法研究39-57
• 4.1 導航控制原理39-40
• 4.2 導航路徑跟蹤決策設計40-41
• 4.3 模糊控制導航算法41-49
• 4.3.1 模糊控制原理41-43
• 4.3.2 輸入輸出量模糊化43-45
• 4.3.3 模糊控制規(guī)則庫設計45-48
• 4.3.4 模糊推理表的建立與去模糊化48-49
• 4.4 單因子自調整模糊控制算法49-50
• 4.5 模糊神經網絡導航控制算法50-56
• 4.5.1 模糊神經網絡控制器的結構設計51-52
• 4.5.2 模糊神經網絡控制器的學習算法52-55
• 4.5.3 仿真試驗研究55-56
• 4.6 本章小結56-57
• 第五章 農機自動導航實驗研究57-67
• 5.1 傳感器標定試驗57-61
• 5.1.1 GPS精度測試試驗57-58
• 5.1.2 角度傳感器標定試驗58-61
• 5.1.3 速度傳感器標定試驗61
• 5.2 導航控制試驗61-66
• 5.2.1 平坦路面的導航控制試驗61-63
• 5.2.2 實驗結果分析63
• 5.2.3 大田的導航控制試驗63-65
• 5.2.4 實驗結果分析65-66
• 5.3 試驗精度影響因素分析66
• 5.4 本章小結66-67
• 第六章 結論與展望67-69
• 6.1 結論67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文和參加科研情況77

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  本文關鍵詞：基于GPS的農機自動導航系統(tǒng)的研究與設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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