农业机械学报

作者：张闻宇，胡力文，王辉，张国城，罗锡文，张智刚

单位：华南农业大学;广东省农业人工智能重点实验室,华南农业大学,潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司,华南农业大学,华南农业大学;广东省农业人工智能重点实验室,华南农业大学;广东省农业人工智能重点实验室,

关键词：农机导航曲线;B样条曲线;改进纯追踪;模糊控制;积分补偿

基金：国家重点研发计划项目(2022YFD200160103)和山东省重点研发计划项目(2022SFGC0202)

针对驾驶农机采样路径平滑性对跟踪效果的影响和曲线路径变曲率特性导致跟踪适应性较低的问题，提出了一种基于B样条路径优化的积分补偿模糊纯追踪控制方法。首先采用B样条插值方法平滑优化采样路径信息；再基于行驶规律分析农机曲率与作业速度对跟踪控制的相互作用关系，设计了模糊调整前视距离的纯追踪控制方法，该方法根据前期试验结果采用拖拉机速度和前视路径平均曲率模糊整定纯追踪前视距离，同时采用跟踪横向偏差设计前轮转角积分补偿，减小稳态误差。设计构建了曲线跟踪Simulink仿真模型并进行了仿真试验。仿真结果表明，改进方法的平均绝对横向偏差均值和最大绝对横向偏差均值相较于传统纯追踪控制方法降低4.8%和7.1%。进行了拖拉机田间正弦曲线跟踪试验，插值路径对比试验结果表明，路径插值后跟踪误差较插值前降低75.9％。控制算法对比试验结果表明，拖拉机以速度1.0、1.5、2.5 m/s跟踪不同幅值正弦曲线路径时，采用改进纯追踪方法平均绝对横向偏差均值分别降低36.80％、62.50％和61.03％，标准差均值分别降低27.8％、24.0％和46.3％。最后跟踪田间随机采样路径，当速度为2.5 m/s时，横向偏差标准差为0.06 m。本文方法有效提高了农机曲线路径跟踪精度，满足需要曲线作业的农业生产需求。

来源：2024年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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