农业机械学报

作者：杨洋，查家翼，李延凯，王韦韦，许良元

单位：安徽农业大学,安徽农业大学,安徽农业大学,安徽农业大学,安徽农业大学,

关键词：拖拉机机组;无人作业;路径规划;路径跟踪;协同控制

基金：国家自然科学基金项目（51905004）和安徽高校协同创新项目（GXXT-2020-011）

为提高拖拉机作业机组无人作业的智能化水平，实现机组横向运动、纵向运动和机具提升作业的协同控制，设计了无人作业协同控制系统。以播种作业机组为研究对象，将拖拉机机组无人作业协同控制系统划分为规划层、决策层和执行层。规划层结合播种农艺要求和机组运动学特性，采用经/纬度坐标规划作业路径，为了同时满足直线作业区域与转向曲线区域的路径跟踪，提出自适应预瞄路径跟踪控制算法。决策层制定了拖拉机机组无人作业联合控制策略，实现拖拉机-播种机联合作业精准控制。执行层对拖拉机转向机构、机具提升机构、油门踏板、制动器、离合器等机构进行硬件线控设计。在此基础上，分别开展无人播种作业仿真与田间试验，仿真结果验证了拖拉机播种机组无人作业协同控制系统的可行性。田间试验表明：拖拉机转向器、油门踏板、离合器、制动器、机具提升机构严格根据规划层与决策层制定的控制指令协同动作。试验过程车轮转向平均误差0.45°，直线段横向误差均值为0.035m，转向段横向误差最大值为0.11m；机具提升响应时间为1.2s、机具提升转角超调量小于1.5°；油门踏板、制动器、离合器均根据决策指令完成操纵动作。无人作业协同控制系统满足拖拉机机组无人作业的需求，可为无人农场提供技术支撑。

来源：2022年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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