高地隙液压履带车自动行走控制系统设计与试验

针对高秆作物生长中后期无人化田间机械作业需求,在遥控式小型全液压驱动高地隙履带车的基础上,设计了履带车自动行走控制系统。该系统以STM32控制器为控制核心,通过搭载测距、触杆、角速度等传感器得到有效信号,精确控制液压电磁阀开闭时间,使履带车旋转对应的角度,进而使履带车在田间可根据作物生长情况对行行走。为得到履带车在不同偏移状态下的转角,建立了该履带车转向运动模型以及标准田间偏移模型,推导出了履带车在不同对应状态下理论转角的表达式。考虑到履带车转向时存在滑移、滑转的现象,对履带车在不同行驶速度下的转向角速度进行了标定,试验得出实际转向角速度在理论转向角速度的63%～67%之间。为验证液压车自动行走系统的行走效果,在硬质水泥路面进行了两种作业模式的履带车通过性试验,使用集思宝G970高精度GNSS设备精确测定了履带车转向轨迹,数据结果显示,两种行走模式下逆时针行走时,接收机相位中心转向轨迹半径分别为5.573、5.572m,顺时针分别为4.704、4.645m,两种模式下接收机相位中心偏移量在0.163～0.285m之间,车架几何中心转向轨迹半径与实际半径相对误差在0.92%～2.14%之间,履带车对行行走通过效果良好,可为田间自走式履带车辆自动行走控制系统的设计研究提供参考。     

折腰转向无人驾驶植保车控制系统设计与试验

针对黄淮海地区作物多样，行距差异大，植保机械通用化低和智能程度低的问题，设计了一种轮距和离地间隙可调的折腰转向无人驾驶植保车。该植保车可使用遥控器远程控制，切换自动模式后，可根据预定路线进行路径跟踪，实现植保车的自主行走。对植保车自主行走模式建立运动学模型，确定了利用航向跟踪实现路径跟踪策略，并通过Lyapunov函数分析了折腰转向控制的稳定性。提出了传感器的扩展卡尔曼滤波算法和驱动电机的PID控制方法。利用Matlab阶跃响应对自主行走控制系统进行仿真分析，结果表明，当Kp=1、Ti=0.05、Td=0.01时，系统响应速度和精度能够满足自主植保车导航控制的需要。以作业平台转弯半径、直线行走偏移为控制参数进行田间试验，样机转弯速度3km/h时，最小外轮转弯半径为2m;行走速度为6km/h时，100m直线行走平均偏移量为5.51cm;植保车满载情况下的平均续航时间达到2.54h，整机达到设计要求。     

拖拉机在牧草地上自动引导行走的控制

利用车辆运动学模型,应用最优控制理论,对拖拉机自动引导行走方法进行了研究。利用前馈控制方法生成了车辆自动行走的轨道;通过对车辆运动状态方程的线性化,设计了车辆沿生成的轨道引导行走的负反馈控制器。最后利用该方法在牧草地上进行了实车实验,结果表明:拖拉机在倾斜度小于3°的地面上直线行走时的横向标准偏差小于0.08m。     

履带拖拉机跑偏的原因及预防

履带拖拉机在使用过程中常出现跑偏现象，其表现是，行走时不能跑直线，当空车行驶或在平地上作业时，不拉操纵杆，拖拉机便自动地向左或向右跑偏。它除了影响作业质量，还会增加驾驶员的劳动强度，加快零部件的磨损，造成不必要的经济损失。现将履带拖拉机跑偏常见的几种原因简单介绍如下：     

基于ARM的双扩展示车车厢智能伸缩控制系统

根据双扩展示车车厢自动伸缩系统的要求,基于ARM Cortex-M0和实时操作系统uCOS-II,结合双路无刷直流电机、电流和电压采集单元,实现双路电机的同步控制,避免了在伸缩过程中厢体之间的摩擦,提高了车身寿命;结合三轴姿态采集单元和电动液压支腿,实现主车厢与扩展车厢地板的自动调平,确保展示车内部的行走安全和视觉美观。系统具有体积小、成本低、可靠性高、寿命长等优点,可非常方面地嵌入到现有展示车系统中。     

滩涂车辆的性能分析

试制了一种适合在沿海滩涂中行走的滩涂车辆，对这种车辆的设计原理和工作过程进行了分析。通过建立滩涂车数学模型和进行模拟计算，预测得出滩涂车样车的通过性能较好。同时为了证明样车能够在水中行走，进行了单轮试验器的漂浮性试验。     

直立式两轮自平衡电动车电控系统的研究

文章提出了一种基于单片机和无线通信技术的直立式两轮自平衡电动车系统,在分析现有移动设备及移动方式的基础上,设计出一个能够可人工控制也可自动行走的机械辅助移动设备,通过控制两个正反向运动保持自平衡车直立平衡状态,调节车模倾角来实现自平衡车速度控制,控制两个电机之间的转动差速,实现自平衡车转向控制、可人工操控、程序自动化控制等多种操作方式辅助移动设备。     

基于位置信息融合的自动引导车路径跟踪研究

提出一种对自动引导车传感器测得的位置信息进行融合的方法，该方法克服了相对位置估计方法长时间精度低的缺点和绝对位置估计方法误差值偏大的不足，仿真结果表明，应用融合技术后，自动引导车的跟踪误差可限制在较小的范围之内，与不使用融合技术的自动引导车相比，其跟踪效果较好。     

行走车实际行走轨迹检测的研究

在地面上设置标识，利用图象处理的方法，得到行走车的实际行车轨迹，该方法的误差进行了分析，通过实验进行了验证。     

基于动力学模型的自动引导车智能导航控制研究

提出了一种基于动力学模型的智能控制方法，将导航系统得到的信息输入智能控制器，由它输出自动引导车动力学模型所需要的控制量。因为该控制器记忆了自动引导车的动力学特性，所以使用此智能控制器的自动引导车能够较平稳地避开动态和静态障碍物。仿真实验结果表明，装有此系统的自动引导车能有效避开动态和静态障碍物，安全、可靠、平稳地驶向指定的目标，从而验证了本文提出的方法是正确和有效的。     

农业车辆导航系统中自动控制技术的研究进展

农业车辆的自动控制系统是车辆导航系统的重要组成部分。从转向机构和转向控制两个方面综述了国内外农业车辆导航系统中控制技术的研究进展,并对基于运动学模型、动力学模型、智能控制和PID控制这4种基本转向控制方法进行了分析,提出了目前农业车辆自动导航控制方面所面临的一些难点问题。     

农业车辆自动导航系统综述

农业车辆的自动控制系统是车辆导航系统的重要组成部分.为此,主要介绍了国内外农业车辆自动导航系统的发展现状,概述了环境感知、路径规划、车辆模型的建立与控制方法等车辆导航的主要研究内容,并对其关键问题进行了分析总结,旨在对农业车辆自动导航系统实际的研究、开发提供了新的思路与建议.     

农业车辆视觉导航技术研究进展

农业机器人视觉导航技术在国内外被广泛研究.为此,对视觉导航机器人系统的3个主要研究方面:导航参数获取方法、导航控制方法和算法、视觉硬件系统的国内外研究及视觉导航系统研究情况进行了综述,提出了视觉导航技术存在的问题及发展方向.     

农业车辆导航系统中路径规划策略的研究进展

路径规划策略是农业车辆导航系统的重要组成部分。目前有3种主要的农业车辆导航路径规划策略:作物行跟踪策略、地头转向最优路径规划策略以及全区域路径规划策略。为此,综述了国内外在这个领域的研究进展,并提出了一些农业车辆导航系统路径规划研究的新思路。     

基于GPS技术实现对联合收获机实时控制

一个准确的车辆导航系统有利于实现大型农用机械的大面积作业,因此研究自动跟踪路径系统是当前必不可少的问题。许多车辆导航系统曾被研究过,包括二维和三维。它们用到的大部分传感器是根据相对于其工作信息环境而设计的,但这里用到的另一种传感器,就是基于GPS技术厘米精确度实时运动学接收器被利用在车辆导航系统中。把不同于定向传感器的GPS接收器应用在农用联合收获机的车辆导航系统中。根据控制理论我们所设计的控制器是为了实现直线跟踪任务,同时对联合收获机作了实验并验证了实验结果。     

农业机械导航关键技术发展分析

自动导航技术是农业机械在农业环境中进行自主控制和智能控制的关键技术,对农业生产精细化、规模化、智能化研究有着重要意义。为此,首先介绍了农业自动导航的关键技术,并通过分析国内外文献,阐述了国内外在导航感知系统、导航控制算法和车辆转向控制系统方面的研究现状,最后指出农业机械自动导航技术的发展趋势和展望。     

基于CAN总线的农机导航控制系统终端的设计与实现

农机导航控制系统终端是实施农机自动导航控制和变量作业的重要装置。为了更方便地管理农机导航系统、促进智能化农业装备的国产化,基于CAN总线技术,针对农机自动导航控制系统设计了一款农机导航控制系统终端。该农机导航控制系统终端在硬件设计方面支持串口和CAN两种通信模式,在软件方面实现了农机自动导航控制所需的路径设置、任务设置、作业视图监控和报警等基本功能。车载试验表明:该农机导航控制系统终端能够有效地实现对农机导航系统的管理和农机状态的监控,同时也大大方便了技术人员对数据的记录和分析等调试工作。     

基于文献计量的国际农业机械研究前沿

为系统分析国际农业机械领域的研究前沿,对该领域科技规划和科技决策提供支撑,利用文献计量方法和内容研判的定性情报研究方法,结合专家咨询,从基础研究和工程技术两个角度,揭示出农业机械研究前沿。其主要包括:①无线传感器网络、传感器设备系统算法及软件等农业传感器研究;②自主式农机、轮式移动机器人等农业机器人的导航控制、路径规划优化与追踪、运动与姿态控制及相关算法;③无人机的导航、制导与控制;④遥感技术和地理信息系统等领域。信息化、自动化和智能化是未来农业机械研发的主要方向。美国、意大利、中国、澳大利亚、西班牙和丹麦等国是重要的核心论文来源国。      

采棉机智能监控系统的设计与研究——基于嵌入式云计算平台

近年来,越来越多的虚拟仪器技术及相应的机械设备得到了一定的推广普及,且在工业生产、农业生产领域取得了巨大效益。为此,基于嵌入式云计算平台设计了一种车载式采棉机自动监测控制系统。以我国新疆棉花生产、采摘作为探究对象,重点介绍了安装车载监控终端如何对采棉机作业位置信息与状态数据进行实时自动采集。     

基于Android的农机导航管理系统研究与设计

农机自动导航技术是精准农业研究中的关键技术之一。为解决国内现有农机导航系统的人机交互体验差、信息化和智能化程度不高的问题,结合农机自动导航作业功能需求和Android移动平台的优点,设计并实现了一套基于Android的导航管理系统。系统包含农机作业参数管理、农田地理信息管理、作业路径规划、导航实时监控和历史作业数据管理等功能模块。将该系统应用于农田自动导航试验中,结果显示:系统运行稳定可靠,人机交互体验性好,能够有效实现农机自动导航中的管理和监控功能。