油电混合果园自动导航车控制器硬件在环仿真平台设计与应用

发布时间：2021-05-12 06:39

　　果园由于面积范围广、地形复杂、壕沟多、杂草丛生、土壤湿度较高且土质较为疏松,对自动导航小车（AGV）的机械结构、控制系统,以及能源动力系统的设计都提出了更高的标准和要求。混合动力AGV小车可以满足果园中长距离移动的需求。为探索合适的混合动力AGV控制系统算法以及能量管理策略,同时减少设计过程中由于果园地形复杂导致的控制器设计验证迭代、需求多样化问题带来的人力、物力,以及时间成本,本研究针对果园面积广的特点,选择串联式油电混合动力系统进行AGV动力能源系统模型的搭建。另外,针对果园AGV需要适应地形范围广的特点,采用履带车模型结构,利用硬件在环仿真技术,以树莓派作为控制系统搭载控制算法实物,利用Matlab和RecurDyn软件建立包含能源动力系统、电机驱动系统、履带车行驶部分模型以及路面模型的系统实时仿真模型,最终实现了串联式混合动力AGV控制器硬件在环仿真功能。基于串级比例积分微分（PID）以及模糊控制器控制算法的仿真验证表明,模糊控制器控制算法能够减少参数调节带来的时间成本,在转向角度小时响应速度加快了50%,在转向角度大时串级PID控制器产生了10%的超调,而模糊控制器无超调,转... 

【文章来源】：智慧农业(中英文). 2020,2(04)

【文章页数】：16 页

【文章目录】：
1 引言
2 在环仿真平台的总体设计
3 仿真平台关键技术研究
    3.1 运动控制算法
        3.1.1 控制策略设计
        3.1.2 电机模型搭建
    3.2 AGV能量模型
        3.2.1 锂电池模型搭建
        3.2.2 发动机特性描述
4 仿真平台实现
    4.1 履带车的建模
    4.2 基于谐波叠加法的路面模型搭建
    4.3 人机交互设计
    4.4 混合动力系统建立
5 试验方案及结果分析
    5.1 控制算法的设计和验证
        5.1.1 直线行驶和上坡工况仿真
        5.1.2 转向工况仿真
    5.2 能量管理策略测试与对比
6 结论与展望


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于实测不平度的路面等级分析与评价[J]. 曲啸天,赵强,赵吉业,岳永恒,赵月焕.  中外公路. 2019(01)
[2]智慧农业发展现状及战略目标研究[J]. 赵春江.  智慧农业. 2019(01)
[3]自动化集装箱运输车AGV动力能源系统[J]. 张广斌,胡文辉,陈金龙.  起重运输机械. 2018(09)
[4]小型汽油机特性曲线的检测与分析[J]. 毛志幸,孙辉,陈洪,许颖,唐晓东,李果.  农机质量与监督. 2018(07)
[5]整车路面不平度激励的仿真方法研究[J]. 徐东镇,张祖芳,夏公川.  图学学报. 2016(05)
[6]Modeling and simulation for small-tracked mobile robots[J]. 高健,施家栋,王建中.  Journal of Beijing Institute of Technology. 2016(02)
[7]现代农业自动化AGV小车的设计与模糊控制研究[J]. 罗远杰,陈息坤,高艳霞.  工业控制计算机. 2015(12)
[8]纯电动汽车动力锂电池Nernst模型参数辨识[J]. 毕军,康燕琼,邵赛.  汽车工程. 2015(06)
[9]混合动力系统能量管理策略的实时优化控制算法[J]. 夏超英,张聪.  自动化学报. 2015(03)
[10]基于神经网络补偿控制的PID双闭环球杆位置控制[J]. 朱坚民,齐北川,沈正强,黄春燕.  系统仿真学报. 2014(05)

硕士论文
[1]山地果园仿形割草机的设计与试验[D]. 马攀宇.华中农业大学 2019
[2]基于MCSA的无刷直流电机特性测试技术研究[D]. 何建华.中国计量学院 2012



本文编号：3182933