針對(duì)傳統(tǒng)連桿式輪角傳感器安裝困難,提出雙MEMS陀螺儀輪角測(cè)量方法測(cè)量農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向輪角。設(shè)計(jì)Kalman濾波器消除陀螺儀零偏、隨機(jī)漂移和角度積分累積誤差,實(shí)時(shí)反饋校正輪角測(cè)量值,實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向輪角的精準(zhǔn)測(cè)量。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明Kalman濾波器的校正效果良好,雙MEMS陀螺儀測(cè)量轉(zhuǎn)向輪角方法可行。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法轉(zhuǎn)向輪角測(cè)量精度與傳統(tǒng)輪角傳感器測(cè)量精度相當(dāng),2.5 m和1.5 m上線距離均方根誤差分別為0.26°和0.21°;動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能略遜于傳統(tǒng)角度傳感器性能,分別采用本文方法和輪角傳感器進(jìn)行導(dǎo)航,拖拉機(jī)偏離目標(biāo)航線2.5 m時(shí)上線時(shí)間分別為17.9 s和15 s,偏離目標(biāo)航線1.5 m時(shí)上線時(shí)間分別為16.2 s和14.2 s。兩組試驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的雙MEMS陀螺儀轉(zhuǎn)向輪角測(cè)量方法具有較好的測(cè)量精度,適用于農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向輪角測(cè)量,滿足導(dǎo)航作業(yè)的需求,能夠替代傳統(tǒng)的連桿式絕對(duì)輪角傳感器。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2020,41(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

陀螺儀輪角測(cè)量系統(tǒng)示意圖

如圖1所示安裝好MEMS傳感器,采用自動(dòng)導(dǎo)航農(nóng)機(jī)的GNNS定位系統(tǒng)獲取農(nóng)機(jī)運(yùn)動(dòng)速度,并將陀螺儀信號(hào)送至導(dǎo)航控制器處理。雙MEMS陀螺儀輪角測(cè)量方法原理示意圖如圖2所示,MEMS1測(cè)量車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的合速率 θ ˙ + ? ˙ ,其中 ? ˙ 為MEMS2測(cè)得的車身轉(zhuǎn)動(dòng)速率, θ ˙ 為被測(cè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速率,將MEMS1和MEMS2陀螺儀獲得的測(cè)量結(jié)果之差對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分,即可獲得車輪轉(zhuǎn)向輪角的估計(jì)值θ。農(nóng)機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程估計(jì)的輪角作為觀測(cè)值,采用Kalman濾波器優(yōu)化估計(jì)角度誤差和陀螺儀零偏,對(duì)角度積分過(guò)程進(jìn)行負(fù)反饋誤差校正,消除由于陀螺零偏、隨機(jī)漂移等誤差,以及積分過(guò)程隨時(shí)間累積帶入的累積誤差,獲得車輪轉(zhuǎn)向角的精準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果[22]。1.2 轉(zhuǎn)向輪角推算

田間試驗(yàn)場(chǎng)地

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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