插秧机作业面积测量远程监测系统软件设计——基于VisualBasic.NET 2010

为实现对插秧机作业区域自动识别和作业面积的自动测量,实时掌握跨区作业插秧机远程作业面积参量值,以VisualStudio平台上的VisualBasic.NET2010为开发环境,开发了一套高速插秧机跨区作业面积远程测量监测系统软件。该软件功能主要包括GPS定位轨迹及作业区域的识别、面积测量、数据通讯、数据显示和数据存贮。系统采用VisualBasic.NET2010语言进行开发,将远程跨区作业的插秧机面积测量监测数据经由GPRS网络进行无线传输到上位机,并采用SOCKET组件和ADO.NET技术实现系统数据通信,完成PC机与下位机之间数据的传输,对测量结果进行显示存储,同时通过系统误差分析完成系统的可行性判断。     

基于模糊理论的参数自适应PID智能控制系统

针对平地机进行刮平作业时无法实现稳定恒速控制的问题,提出了基于模糊理论的参数自适应PID算法的行走智能控制系统,并完成了将该算法应用在平地机的控制系统中协调解决作业时油门大小、档位和恒速控制问题。同时,为验证参数自适应PID算法对整机运行参数实时监控的有效性和可靠性,系统采用单片机作为控制器,通过Mat Lab软件的Simulink仿真,分别对平地机作业恒速控制设定干扰信号、参数自适应过程性能以及不加PID、加PID、自适应模糊PID3种控制方式进行了恒速控制效果对比分析。测试显示:该系统响应时间短、速度较快,具有良好的工作稳定性和可靠性,能够满足设计要求。     

高速插秧机自动导航系统软件设计

为研究水田作业机械的无人驾驶系统,在基于高速插秧机激光导航硬件系统的基础上,利用Visual Basic 6.0开发环境开发了高速插秧机的自动导航控制系统软件。软件利用MSComm控件与PC机上的无线数传设备进行数据交换,实现对插秧机的监控。软件系统首先通过遥控插秧机采集田块的轮廓形状;然后,根据获取的田块形状,选择田块的路径规划方案并规划出行走路径;最后,插秧机在监控软件系统自动导航模块的控制下实现无人驾驶。     

基于插秧机自动导航运行参数远程监测系统软件设计

为了实时掌握农业机械自动导航时运行状态的相关参数,并根据监测参数作出相应的调整动作,本文以Visual Studio 2008为开发平台,开发了一套高速插秧机自动导航的运行参数远程监测系统软件。该软件功能主要包括信号检测、数据通讯、控制决策、数据显示和数据存储。系统采用Visual Studio 2008中Visual Basic.net 2008语言进行开发,将远程采集的各监测数据经由GSM网络进行无线传输到上位机;并采用Serial Port控件来进行串行通讯,完成PC机与GSM模块之间数据的交换,并对相应控制动作进行相应性能仿真。     

RBF神经网络增量式PID自动转向控制系统设计

平地机在田间作业环境下存在复杂非线性时变系统,很难建立精确模型,而传统的PID控制仅仅局限应用于线性系统,控制效果不佳等问题。为了提高田间作业时的转向控制精度,提出了一种基于RBF神经网络增量式PID的控制方法。该方法采用RBF神经网络对增量式PID增益参数进行自适应调整和辨识,并针对控制模型通过仿真实验对比分析了所提出的RBF神经网络增量式PID控制方案与传统PID在平地机转向控制中对方波轨迹跟踪的效果,从而验证了所提出的RBF神经网络增量式PID控制方案的优越性。结果表明:该控制方法对复杂非线性的平地机转向控制系统具有良好的适应性、鲁棒性和实时性,取得了令人满意的控制效果,为后续农业机械自动导航转向控制实际应用环境控制策略的制定提供了有价值的参考。     

基于双激光源的水田作业机械导航定位系统电路设计

为实现对水田作业机械导航定位系统提供准确的位置坐标、航向角、前轮转角、行驶速度等重要信息参数,并完成相应的控制动作,设计了一套基于双激光源的水田作业机械导航定位系统电路.该系统电路主要由激光发射电路、激光接收电路和中央处理单元组成.试验结果表明,该导航定位系统效果较好,能满足作业速度低于1.5 m/s的水田作业机械导航定位系统的要求.     

基于路径弯曲度动态预瞄搜索算法的车辆路径跟踪控制软件系统设计

为实现农业机械田间作业时的路径跟踪控制,在无人驾驶高速插秧机硬件系统基础上,采用基于规划路径弯曲度的动态搜索预瞄算法设计了路径跟踪控制软件。该算法以作业机械横向偏差和航向偏差作为航向模糊控制器的输入变量,以前轮转角期望值为输出变量,设计航向模糊控制器,实现航向控制;同时结合转向模糊免疫PID控制器对步进电机的PWM频率进行控制,实现水田作业机械的方向改变,从而完成作业机械沿规划路径自动行驶跟踪,并用Matlab/Simulink仿真平台对所采用的路径跟踪控制原理和所设计的模糊控制器进行了有效性验证,结果表明所采用的控制方法是可行的。经试验,插秧机以1 m/s的速度进行直线跟踪时最大的跟踪偏差只有4 cm,且始终围绕零值附近上下波动,计算平均跟踪偏差为0.84 cm,能够满足水田作业机械路径跟踪控制的要求。     

基于不完全微分的模糊自适应PID算法速度优化控制系统设计

为提高平地机行走作业速度的控制性能,协调解决外界干扰信号对系统造成的影响以及行走作业速度精度滞后和不稳定性问题、将一阶惯性环节加入模糊自适应PID控制器的微分环节中,采用单片机作为行走作业速度的控制中心,提出了基于不完全微分的模糊自适应PID算法速度优化控制系统.最后通过Matlab的Simulink仿真软件,分别将不带PID控制、PID控制和不完全微分模糊自适应PID控制3种方式用于对人为给定速度干扰信号的控制仿真测试,验证了不完全微分模糊自适应PID算法的有效性和可靠性.