自主行走水稻插秧机路径追踪算法研究与实现
发布时间：2022-10-06 11:31
水稻插秧机自主行走不仅能够减轻传统机插秧作业过程中的驾驶员疲劳问题,而且能够有效的提高生产效率。本文对水稻插秧机自主行走过程中的路径追踪算法进行研究,结合水稻田间的实际情况,以久保田SPU-68C型高速水稻插秧机为研究平台,采用纯追踪模型与模糊控制相结合的方式对路径进行追踪,最后通过路径追踪试验进行验证,在速度变化的情况下,前视距离能实现自整定,提高了水稻插秧机对复杂水稻田环境的鲁棒性和适应性。本文的研究主要包括以下几部分:1)通过对水稻插秧机路径追踪算法国内外现状的描述,列举水稻插秧机路径追踪过程中使用的模型和常用控制算法,并对此进行分析。对水稻插秧机自主行走过程中的运动学模型和执行机构进行建模分析。2)通过对不同算法的优缺点进行分析,明确路径追踪过程中的横向偏差、航向偏差和速度变化对追踪精度的影响,提出了一种基于纯追踪模型的模糊控制算法。通过对横向偏差、航向偏差和速度变化的模糊控制,在不同横向偏差、航向偏差和速度的情况下,前视距离可以自整定。在Matlab/Simulink软件中进行了固定横向偏差和航向偏差条件下的变加速度的路径追踪仿真、固定加速和航向偏差条件下的变横向偏差的路径追...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 国内外路径追踪研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 水稻插秧机路径追踪问题分析
1.3.1 水稻插秧机模型分析
1.3.2 路径追踪控制算法分析
1.4 研究内容与技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.5 本章小结
第二章 自主行走插秧机系统模型研究
2.1 插秧机人工作业原理
2.2 二自由度插秧机模型分析
2.2.1 水稻插秧机坐标系的获取
2.2.2 插秧机运动学模型
2.3 自主行走系统模型建立
2.3.1 插秧机转向系统模型建立
2.3.2 主变速、插植系统模型建立
2.4 本章小结
第三章 水稻插秧机路径追踪算法研究
3.1 水稻插秧机路径追踪原理
3.2 路径追踪算法研究
3.2.1 纯追踪模型建立
3.2.2 模糊控制算法
3.2.3 融合纯追踪模型和模糊控制的路径追踪算法
3.3 基于纯追踪模型的模糊自适应算法仿真研究
3.3.1 路径追踪仿真模型设计
3.3.2 不同加速度下路径追踪算法仿真
3.3.3 不同横向偏差下路径追踪算法仿真
3.3.4 不同航向偏差下路径追踪算法仿真
3.4 本章小结
第四章 水稻插秧机路径追踪算法的试验系统搭建
4.1 路径追踪方案总体设计
4.2 路径规划
4.2.1 路径规划设计
4.3 执行部分总体设计
4.3.1 转向模块及插植手柄模块设计
4.3.2 主变速手柄模块设计
4.4 本章小结
第五章 插秧机路径追踪试验研究
5.1 插秧机执行机构响应试验
5.2 水稻插秧机直线路径追踪试验
5.2.1 平坦路径直线路径追踪试验
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高农业机械化水平促进农业可持续发展[J]. 罗锡文,廖娟,胡炼,臧英,周志艳. 农业工程学报. 2016(01)
[2]国内外智能化农业机械装备发展现状[J]. 郑文钟. 现代农机. 2015(06)
[3]基于SVR逆向模型的拖拉机导航纯追踪控制方法[J]. 张闻宇,丁幼春,王雪玲,张幸,蔡翔,廖庆喜. 农业机械学报. 2016(01)
[4]农业机械自动导航技术研究进展[J]. 胡静涛,高雷,白晓平,李逃昌,刘晓光. 农业工程学报. 2015(10)
[5]基于免疫模糊PID的小型农业机械路径智能跟踪控制[J]. 熊中刚,叶振环,贺娟,陈连贵,令狐金卿. 机器人. 2015(02)
[6]基于改进粒子群优化模糊控制的农业车辆导航系统[J]. 孟庆宽,仇瑞承,张漫,刘刚,张志刚,项明. 农业机械学报. 2015(03)
[7]一种纯追踪模型改进算法[J]. 陈宁,周志峰,王永泉,陈康. 轻工机械. 2014(04)
[8]农业机械导航技术发展分析[J]. 姬长英,周俊. 农业机械学报. 2014(09)
[9]基于级联式控制策略的农业机械鲁棒自适应路径跟踪控制[J]. 李逃昌,胡静涛,高雷. 机器人. 2014(02)
[10]一种与行驶速度无关的农机路径跟踪方法[J]. 李逃昌,胡静涛,高雷,刘晓光,白晓平. 农业机械学报. 2014(02)
博士论文
[1]农机导航多模变结构智能控制方法研究[D]. 伟利国.中国农业机械化科学研究院 2015
[2]基于仿人智能控制的无人地面车辆自动驾驶系统研究[D]. 张卫忠.中国科学技术大学 2014
[3]BP神经网络的理论及其在农业机械化中的应用研究[D]. 王吉权.沈阳农业大学 2011
硕士论文
[1]水稻插秧机最优覆盖路径规划研究[D]. 袁加红.安徽农业大学 2016
[2]拖拉机自动导航系统关键技术研究[D]. 贾全.中国农业机械化科学研究院 2013
[3]基于双激光源定位的插秧机自动驾驶系统研究[D]. 谢昌盛.湖南农业大学 2012
本文编号：3686910
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 国内外路径追踪研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 水稻插秧机路径追踪问题分析
1.3.1 水稻插秧机模型分析
1.3.2 路径追踪控制算法分析
1.4 研究内容与技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.5 本章小结
第二章 自主行走插秧机系统模型研究
2.1 插秧机人工作业原理
2.2 二自由度插秧机模型分析
2.2.1 水稻插秧机坐标系的获取
2.2.2 插秧机运动学模型
2.3 自主行走系统模型建立
2.3.1 插秧机转向系统模型建立
2.3.2 主变速、插植系统模型建立
2.4 本章小结
第三章 水稻插秧机路径追踪算法研究
3.1 水稻插秧机路径追踪原理
3.2 路径追踪算法研究
3.2.1 纯追踪模型建立
3.2.2 模糊控制算法
3.2.3 融合纯追踪模型和模糊控制的路径追踪算法
3.3 基于纯追踪模型的模糊自适应算法仿真研究
3.3.1 路径追踪仿真模型设计
3.3.2 不同加速度下路径追踪算法仿真
3.3.3 不同横向偏差下路径追踪算法仿真
3.3.4 不同航向偏差下路径追踪算法仿真
3.4 本章小结
第四章 水稻插秧机路径追踪算法的试验系统搭建
4.1 路径追踪方案总体设计
4.2 路径规划
4.2.1 路径规划设计
4.3 执行部分总体设计
4.3.1 转向模块及插植手柄模块设计
4.3.2 主变速手柄模块设计
4.4 本章小结
第五章 插秧机路径追踪试验研究
5.1 插秧机执行机构响应试验
5.2 水稻插秧机直线路径追踪试验
5.2.1 平坦路径直线路径追踪试验
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高农业机械化水平促进农业可持续发展[J]. 罗锡文,廖娟,胡炼,臧英,周志艳. 农业工程学报. 2016(01)
[2]国内外智能化农业机械装备发展现状[J]. 郑文钟. 现代农机. 2015(06)
[3]基于SVR逆向模型的拖拉机导航纯追踪控制方法[J]. 张闻宇,丁幼春,王雪玲,张幸,蔡翔,廖庆喜. 农业机械学报. 2016(01)
[4]农业机械自动导航技术研究进展[J]. 胡静涛,高雷,白晓平,李逃昌,刘晓光. 农业工程学报. 2015(10)
[5]基于免疫模糊PID的小型农业机械路径智能跟踪控制[J]. 熊中刚,叶振环,贺娟,陈连贵,令狐金卿. 机器人. 2015(02)
[6]基于改进粒子群优化模糊控制的农业车辆导航系统[J]. 孟庆宽,仇瑞承,张漫,刘刚,张志刚,项明. 农业机械学报. 2015(03)
[7]一种纯追踪模型改进算法[J]. 陈宁,周志峰,王永泉,陈康. 轻工机械. 2014(04)
[8]农业机械导航技术发展分析[J]. 姬长英,周俊. 农业机械学报. 2014(09)
[9]基于级联式控制策略的农业机械鲁棒自适应路径跟踪控制[J]. 李逃昌,胡静涛,高雷. 机器人. 2014(02)
[10]一种与行驶速度无关的农机路径跟踪方法[J]. 李逃昌,胡静涛,高雷,刘晓光,白晓平. 农业机械学报. 2014(02)
博士论文
[1]农机导航多模变结构智能控制方法研究[D]. 伟利国.中国农业机械化科学研究院 2015
[2]基于仿人智能控制的无人地面车辆自动驾驶系统研究[D]. 张卫忠.中国科学技术大学 2014
[3]BP神经网络的理论及其在农业机械化中的应用研究[D]. 王吉权.沈阳农业大学 2011
硕士论文
[1]水稻插秧机最优覆盖路径规划研究[D]. 袁加红.安徽农业大学 2016
[2]拖拉机自动导航系统关键技术研究[D]. 贾全.中国农业机械化科学研究院 2013
[3]基于双激光源定位的插秧机自动驾驶系统研究[D]. 谢昌盛.湖南农业大学 2012
本文编号：3686910
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3686910.html
