基于 GPS 的太阳能平移式喷灌机自主导航系统设计与试验

• 作者: 刘柯楠 吴普特 朱德兰 郭浩 陈军
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 太阳能 GPS 喷灌系统 自主导航
• 年，卷（期）: 2016,（16）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 89-94
• 页数: 6页
• 分类号: S277.9+4
• 字数: 4816字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.16.013

摘要

为实现节能、节水，提高灌溉和土地利用效率，在对太阳能技术、节水灌溉技术、全球定位系统（global positioning system，GPS）导航技术等进行研究的基础上，研制一种基于 GPS 导航的太阳能驱动平移式喷灌机，并在此基础上设计开发导航控制系统。整个机组以太阳能光伏组件和蓄电池为电源，直流电动机作为动力，采用四轮差速转向。以喷灌机横向偏差和航向偏差作为控制输入变量，直流电机脉冲调制（pulse width modulation，PWM）转速调节电压增量作为输出变量，构建基于线性比例控制的导航控制器，实现了对喷灌机两侧车轮转速的调节控制。导航控制系统以32位先进精简指令集机器（advanced RISC machine，ARM）微控制器 STM32F103芯片为核心，集成导航控制器、转速操纵控制器、GPS、电子罗盘和转速传感器，采用控制器局域网（controller area network，CAN）总线结构进行通讯，实现喷灌机的自主导航控制。路径跟踪试验结果表明：喷灌机自动导航控制系统能基本满足喷灌作业要求，并能较好地实现路线跟踪，在以0.4、0.8 m/min 速度行驶30 m 过程中直线跟踪最大横向偏差不超过20 cm，系统可靠性较高。研究可为实现农业机械与太阳能技术相结合提供参考，对类似自走式喷灌机的发展提供依据。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈军	西北农林科技大学机械与电子工程学院	103	1155	17.0	30.0
2	刘柯楠	西北农林科技大学水利与建筑工程学院	4	44	3.0	4.0
3	郭浩	中国农业大学信息与电气工程学院	10	92	6.0	9.0