收获机与运粮车纵向相对位置位速耦合协同控制方法与试验

作     者：张闻宇 张智刚 罗锡文 何杰 胡炼 岳斌斌 Zhang Wenyu;Zhang Zhigang;Luo Xiwen;He Jie;Hu Lian;Yue Binbin

作者机构：华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 

基　　金：十三五国家重点研发计划项目(2017YFD0700404) 广东省重点领域研发计划项目(2019B020224001) 广东省基础与应用基础研究基金项目(2019A1515111152) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2021年第37卷第9期

页      码：1-11页

摘      要：针对主从导航收获协同卸粮作业过程中作业车辆纵向相对位置控制需求以及拖车驱动系统非线性度较高的问题,该研究设计了一种适用于主从导航协同收获卸粮作业的纵向相对位置协同控制方法。根据协同系统几何关系获得纵向相对位置偏差的平行协同模型,基于动力学原理和位速耦合控制方法设计了纵向相对位置控制器;通过面积辨识方法获取车速系统传递函数,基于传递函数构建仿真模型进行控制器参数全因子仿真优化试验,并与传统PD方法进行仿真对比试验,结果表明该研究方法的最优参数适应性优于传统PD。不同初始偏差的纵向协同田间空载试验结果表明,在主机速度为1 m/s时,3、7和10 m初始纵向偏差下,系统响应平均调节时间分别为7.73、17.2和23.2 s,9组试验的平均稳态绝对偏差为0.0918 m,平均相对速度稳态误差为0.0123 m/s,表明该方法具有较好的初始偏差适应性;田间协同收获作业表明,在主机速度为1 m/s时,平均稳态纵向相对位置偏差绝对值为0.0778 m,标准差为0.0913 m,协同精度能够满足收获协同卸粮的作业要求。研究结果可为自主收获作业系统研究提供支持。

主 题 词：农业机械 导航 控制 无人农场 协同作业 协同控制 位速耦合 

学科分类：09[农学] 0903[农学-动物生产类] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.09.001

馆 藏 号：203104670...