基于DGPS定位與雙閉環轉向控制的農業自動導航系統

作者：黎永鍵,趙祚喜,高俊文,吳曉鵬,關偉

摘要：以東方紅X-804拖拉機為平臺,開發了一種基于RTK-DGPS定位和雙閉環轉向控制相組合的農業自動導航系統。系統主要包括RTK-DGPS接收機、姿態航向參考系統（AHRS）、轉向控制器、電控液壓轉向裝置和轉向角檢測傳感器。設計了Kalman濾波器對定位數據進行平滑處理,同時實現航向角的校正。為實現自動轉向,在拖拉機原有手動控制系統基礎上加上電控比例液壓閥,并設計電控單元。然后,推導了轉向系統的數學模型,通過Matlab仿真工具箱得到傳遞函數的參數,設計了雙閉環轉向控制算法。最后,進行了算法驗證試驗和田間試驗,結果表明,雙閉環控制方法較好抑制了穩態時的震蕩現象,方波信號的角度跟蹤穩態時最大誤差0.60°,平均誤差0.40°,平均延時為0.20 s;設計的Kalman濾波器有助于提高定位系統的精度,橫向跟蹤誤差不超過0.09 m,轉向角度平均跟蹤誤差為0.43°,延時0.25 s。

發文機構：廣東農工商職業技術學院 華南農業大學工程學院

關鍵詞：農業自動導航載波相位差分全球定位系統姿態航向參考系統卡爾曼濾波雙閉環控制agricultural automatic navigationreal time kinematic differential global positioning system（RTK-DGPS）attitude and heading reference system（AHRS）Kalman filterdouble closed-loop control

分類號： S219.02[農業科學—農業機械化工程][農業科學—農業工程]