四轮独立驱动高地隙无人喷雾机轨迹跟踪自适应控制

• 作者: 景亮 张亚飞 沈跃 何思伟 刘慧 崔业民
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 高地隙无人喷雾机 四轮独立驱动 轨迹跟踪 自适应控制
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 车辆与动力工程|Vehicle and Power Engineering
• 页码范围: 408-416
• 页数: 9页
• 分类号: S49
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2021.12.043

摘要

针对高地隙喷雾机在自主导航作业中因侧滑影响而导致轨迹跟踪精度降低的问题,提出一种基于四轮独立驱动(4WID)高地隙无人喷雾机的自适应控制方法.首先,建立4WID高地隙喷雾机的运动学模型;然后基于运动学几何约束和速度约束,引入两个表征侧滑效应的参数构建改进位姿误差模型;最后将参数自适应与反步控制方法结合,设计自适应控制律实时估计并补偿侧滑效应.以典型的U形作业路径为例,在考虑和不考虑侧滑的情况下分别进行了仿真和试验验证.仿真结果表明:本文提出的控制算法在喷雾机出现侧滑的情况下可以保证较高的轨迹跟踪精度;水田试验表明,当喷雾机在常规作业速度3.6 km/h时,与不考虑侧滑的轨迹跟踪控制算法相比,喷雾机轨迹跟踪的横向平均绝对误差减小至0.041 m,标准差减小至0.059 m;纵向平均绝对误差减小至0.018 m,标准差减小至0.015 m:航向平均绝对误差减小至2.56°,标准差减小至3.57°.