基于模糊PID算法的农机自动转向系统研究

现代农业要求农机在工作过程中实现实时高效的控制性能。为此,将PID控制方法与模糊控制方法相结合形成模糊PID控制器,根据模糊控制规则以及PID控制算法表达式得到了ΔKP、ΔKI、ΔKD3个参数,控制器不断地检测e(t)和ec(t)的值得到响应曲线。试验平台建立在东方红拖拉机上并且进行了输出响应试验和转角试验,结合Mat Lab仿真来分析控制系统的性能,结果表明:此方法可以有效地缩短农机转向系统的响应时间,减小超调量,提高转向精度,是一种性能更加稳定的控制方法。     

基于自适应模糊控制的拖拉机自动导航系统

阐述了一种基于自适应模糊控制的拖拉机自动导航系统。由PLC、电控开关液压阀和比例方向液压阀组成自动转向控制系统,设计了PD转向控制算法;为提高拖拉机自动导航的精度和稳定性,提出了一种基于遗传算法的自适应模糊控制方法,采用遗传算法在线优化模糊控制规则以及输出比例因子,既保留了传统模糊控制的优点,又有效改善了系统的控制品质;仿真和田间试验结果表明,该方法可以迅速消除跟踪误差,响应速度快,超调小,系统工作稳定,稳态跟踪误差不超过     

基于自适应模糊控制的拖拉机自动导航系统

阐述了一种基于自适应模糊控制的拖拉机自动导航系统.由PLC、电控开关液压阀和比例方向液压阀组成自动转向控制系统,设计了PD转向控制算法;为提高拖拉机自动导航的精度和稳定性,提出了一种基于遗传算法的自适应模糊控制方法,采用遗传算法在线优化模糊控制规则以及输出比例因子,既保留了传统模糊控制的优点,又有效改善了系统的控制品质;仿真和田间试验结果表明,该方法可以迅速消除跟踪误差,响应速度快,超调小,系统工作稳定,稳态跟踪误差不超过10 cm.     

拖拉机液压转向变论域模糊控制器设计与试验

2BFQ-6型油菜精量联合直播机田间自动对行作业时,东方红-LX854型拖拉机为其配套动力,实现导航功能,针对导航执行机构——电控全液压转向系统导航作业时转向控制稳定性和准确性差的问题,设计了自适应变论域模糊控制器。应用旋升优选法对模糊控制器参数仿真分析,获得了不同波形、幅值和周期激励信号下的最优参数组合,运用窗口Fourier变换和自卷积法设计了响应类型的实时识别方法,依据识别的结果和仿真寻优获得的参数优化基础模糊器规则的论域。在拖拉机电控全液压转向系统上试验结果表明:变论域模糊控制器对转向20°的阶跃响应的调节时间为2 s,平均稳态误差为0.18°,无稳态振荡现象;跟踪正弦信号平均延时为0.3 s;与定论域模糊控制器相比获得了更好的转向性能。     

基于模糊PID自动转向控制系统的研究

在拖拉机自动转向控制系统中,为了提高自动转向性能,满足工作需求,设计了参数自整定的模糊PID控制。同时,对模糊控制规则进行了设计,实现对PID3个输出比例因子进行实时修改,提高了系统的控制性能。对模糊PID在MATLAB中进行了建模仿真,通过仿真结果可以看出:该控制方法有很好的稳态精度和自适应能力,明显改善了系统的动态特性,有利于拖拉机自动驾驶精度的提高。通过台架实验,验证了该控制方法的可行性。     

基于神经网络的拖拉机自动导航系统

针对数学模型复杂的拖拉机转向控制问题,使用基于神经网络的控制方法,以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象,进行农用车辆导航控制研究。以车辆航向偏差和航向偏差的变化率为输入变量,以前轮转角的变化量为输出变量,设计车辆转向控制神经网络控制器,对拖拉机进行转向控制。仿真表明,该方法可以对拖拉机的转向进行有效控制。实验结果表明,拖拉机在50m的行驶距离内,最大横向偏差为0.18m。     

土壤水分检测的模糊控制技术与试验

为了提高多因素制约下非线性系统测试土壤湿度的精度,构建了基于神经网络模糊控制技术的控制器以及DSP(TMS320VC5402)信号采集模块,提出了基于神经网络模糊控制原理的土壤水分信号处理优化方法,确定了模糊控制规则和修正规则的BP学习算法,建立了基于神经网络模糊优化器,并对系统进行了验证.结果表明,应用神经网络模糊控制原理采集和处理测试数据使土壤湿度的测试精度提高0.13%～2.12%.     

拖拉机自动导航摩擦轮式转向驱动系统设计与试验

针对农机导航系统中使用传统拖拉机前轮转向驱动子系统机构复杂、装卸不便等问题,设计了一种摩擦轮式转向驱动系统。摩擦轮式转向驱动系统主要由驱动装置和相匹配的自适应模糊转向控制器组成。驱动装置采用平行四连杆机构以实现工作模式的快速切换,使用夹持固定方式实现便捷装卸。搭建了试验台架以获取摩擦轮驱动装置的滑移特性数据。同时设计适用于该驱动装置的自适应模糊转向控制器,基于液压系统离散传递函数和滑移特性数据建立了驱动系统递推仿真模型,采用该仿真模型构建遗传算法参数优化器对控制器参数进行在线优化。进行了仿真模型验证试验、遗传算法参数优化器性能对比试验和驱动系统性能试验,结果表明:仿真模型与实际系统基本一致;经过遗传算法参数优化后控制器阶跃响应上升时间减少15%,稳态误差达到3%标准所需调节时间减少29%,消除了振荡现象;所设计驱动系统的20°阶跃响应平均绝对稳态误差为0.197°,平均上升时间为2.0 s,稳态误差达到3%标准的平均调节时间为2.4 s,拖拉机前轮控制效果良好。应用试验表明驱动系统能基本满足拖拉机配套2BFQ-6型油菜精量联合直播机机组自动导航作业要求。     

基于模糊控制的拖拉机路径跟踪仿真研究

结合拖拉机实际工作性能与环境,建立了一种基于模糊控制的拖拉机路径跟踪仿真系统,分别对简化二轮模型、模糊控制模型、纯追踪模型及转向操纵控制模型等4个部分进行了阐述。此外,将模糊控制与纯追踪模型结合,分别对相同横向偏差下、不同航向偏差下前轮转角响应情况和相同航向偏差下、不同横向偏差下前轮转角响应情况进行了Matlab/Simulink仿真。仿真结果表明:该仿真系统可靠,具有一定的参考价值。     

基于滑转率的拖拉机自动耕深模糊控制仿真

仿真分析了基于滑转率的拖拉机自动耕深模糊控制算法.首先建立系统的数学模型,并用Matlab/Simulink建立计算机仿真模型.然后设计系统的模糊控制器,进一步根据系统的数学模型进行了仿真分析,观察控制效果.同时用PID控制算法、模糊PID控制算法进行仿真,分别进行响应性、抗干扰、适应性的对比分析,结果表明,模糊PID和模糊控制算法较为合适,两者控制效果近似,但是模糊PID控制算法需要更多的变量,更为复杂.     

拖拉机自动转向试验台研制

农业机械自动转向是实现农业机械自动化和智能化的关键技术之一,农田作业工况较为复杂,拖拉机自动转向装置的现场安装调试费时费力。针对这一问题,本研究研制了一种拖拉机自动转向试验台,对拖拉机自动转向装置进行模拟调试与测试以保证其控制的准确性和可靠性,从而减少田间测试时间,降低安装使用成本。本研究选用120马力拖拉机前桥,通过对机械结构、液压系统和电气控制系统的设计计算,搭建了拖拉机自动转向试验台。利用惯性测量单元对转向系统工作性能进行测试,试验结果表明方向盘平均转向间隙为16.48°,车轮平均转角延迟时间为0.14s,响应速度和稳定性符合农业机械转向要求。所研制的拖拉机自动转向试验台能够用于测试拖拉机前桥的工作状态,并对其转向性能参数进行准确采集和记录,可为农业机械自动转向装置的调试和性能检测提供一个高效可靠的测试平台。     

模糊控制理论在EPS控制中的应用

以某一汽车的电动助力转向系统(EPS)电子控制器(ECU)为研究对象,利用电动助力转向系统试验台,通过数据采集,获取了电动助力转向系统助力特性和输入(转向盘扭矩、车速)-输出(电动机电流)数据对,依据模糊控制理论,将数据对转变为模糊控制规则,进而利用MATLAB的模糊逻辑工具箱构建了电动助力转向的模糊控制系统,并将这些规则导入进此系统,再利用MAT-LAB的S imu link模块进行了仿真分析,然后编制程序进行了试验验证。最后得出结论:基于输入-输出数据对的模糊控制系统可以很好地跟踪电动助力转向系统的特性曲线,模糊控制作为在线的实时控制可以满足EPS的动态要求,为模糊控制理论在EPS中的实际应用提供了依据。     

主动前轮转向模糊控制策略的设计

随着汽车电子技术的发展,主动前轮转向系统作为一项新技术越来越受到人们的关注。本文设计了一种主动前轮转向系统的PID参数自调整模糊控制器。首先,建立了汽车动力学模型,设计了AFS模糊控制器的控制策略,然后设计主动前轮转向系统模糊控器仿真模型图,利用Matlab/Simulink软件进行前横摆角速度模糊控制的仿真,从而实现横摆角速度模糊控制。结果表明:由于PID参数自调整模糊控制器的设计,车辆的操纵稳定性和瞬态响应性能都有明显提高。     

基于滑转率的四轮驱动拖拉机防滑模糊控制算法仿真研究

根据拖拉机防滑相关知识和模糊控制理论,建立了以滑转率为控制对象的四轮驱动拖拉机防滑控制系统。利用Matlab设计了模糊控制器,对其进行仿真。结果显示,基于模糊控制的防滑控制系统可有效抑制驱动轮过度滑转。     

基于东风1204拖拉机自动导航转向控制系统设计

以东风1204拖拉机为原型,通过分析拖拉机自动导航与车道偏离预警系统(LDWS)的异同,以LDWS转向控制模型为基础,推导出拖拉机动力学模型。通过分析液压转向机构工作原理,制定了液压自动转向机构的改装方案,并利用Sim Hydraulics工具箱搭建了液压自动转向系统模型,且基于此转向模型设计了自动导航拖拉机液压转向系统模糊控制器,在Mat Lab/Simulink中进行仿真试验。结果表明:所设计的转向系统模糊控制器具有良好的转向跟踪精度,其最大跟踪误差小于1°,控制效果良好。     

一种拖拉机转向系统的改进对比分析

为有效提高拖拉机的作业效率,选取轮式拖拉机的转向系统进行改进优化。在全面理解拖拉机转向控制形式及原理的基础上,建立了该拖拉机的转向角度数学模型,将全液压转向控制改进为线控液压转向。同时,对硬件配置进行合理选型,搭建正确的控制驱动电路,融入ECU控制,对转向系统的角位移信号采集与控制进行PID模糊算法程序实时调控,形成完整的优化转向系统,并进行了性能测试。试验表明:改进后的拖拉机转向系统各评定参数较改进前提升效果明显,以数字1～10为优劣评定依据,拖拉机的转向刚度评价值可提高到1. 7,整机的车轮回正满意度可提高1. 6;同时,经采样,改进后的转向装置的转角误差范围波动平稳控制在±0. 15m范围内,整机运行平稳可靠,可为类似农业机械的改进优化提供一定的参考。     

视觉导航拖拉机自动转向控制系统研究

拖拉机的转向控制系统是实现自动驾驶的重要组成部分。为此,以铁牛654拖拉机为研究对象,进行了自动转向控制系统的研究,提出了基于简化的运动学模型模糊控制方法。将利用视觉传感器得到的方位偏差和侧向偏差作为控制器的输入,控制器可以根据输入实时输出相应的前轮转角。仿真和试验表明,该控制器有比较好的跟随性和响应性,可以较好地适应低速时拖拉机行驶的要求,为深入开展拖拉机的自动驾驶研究提供了有益尝试。     

车辆半主动悬架粒子群模糊混合控制策略

在Matlab中建立4自由度1/2半主动悬架车辆模型后,构建模糊混合控制器,利用粒子群优化算法对模糊混合控制器的隶属度函数和模糊控制规则同时进行优化,开发了粒子群模糊混合控制策略。为了有效验证所提出的控制策略,在搭建的车辆半主动悬架系统控制策略硬件在环仿真试验平台上进行了粒子群模糊混合控制策略的半实物仿真试验。硬件在环仿真试验结果表明,粒子群模糊混合控制策略明显优于传统模糊控制策略,能有效地提高半主动悬架系统的综合性能,并且在不同路面输入激励下均能取得较好的控制效果。     

基于遗传算法的汽车半主动悬架模糊控制器设计

建立了二自由度汽车半主动悬架系统的数学模型,针对汽车半主动悬架减振器阻尼控制中模糊控制器存在的问题,提出了基于遗传算法的模糊控制算法。采用浮点数编码对模糊控制规则进行优化,既提高了运算效率和计算精度,又保证了控制系统的快速性和全局最优性。仿真计算和试验结果表明：基于遗传算法的模糊控制器能明显改善汽车的行驶平顺性。     

拖拉机电控液压悬挂系统的耕深模糊控制策略

根据拖拉机液压悬挂系统的特点,提出电控液压悬挂系统模糊控制器的设计方法,建立了模糊推理系统。利用Matlab对悬挂系统耕深分别进行了模糊控制和PID控制仿真,研究结果表明,模糊控制策略控制比PID控制更能适用于拖拉机液压悬挂系统。