农业机械学报

作者：陈仲举，谢斌，罗振豪，刘楷东，张胜利，温昌凯

单位：中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,比亚迪股份有限公司产品规划及汽车新技术研究院,智能农业动力装备全国重点实验室;北京市农林科学院,

关键词：无人驾驶;电动拖拉机;路径跟踪;电液悬挂;犁耕作业;模糊控制

基金：国家自然科学基金项目（52272444）

田间土壤比阻多变、地块凹凸不平造成拖拉机在犁耕工况下行驶速度和牵引阻力大幅波动，传统拖拉机无人作业系统难以满足路径跟踪精度和耕深均匀性的农艺要求。本文系统分析了无人驾驶电动拖拉机犁耕机组作业特性，提出了拖拉机犁耕机组路径跟踪与耕深模糊控制策略，包括模糊Stanley路径跟踪控制方法和预估补偿变论域模糊PID耕深控制方法，兼顾了拖拉机重负载犁耕工况下的犁耕深度与行驶速度，提高了电液悬挂系统的耕深均匀性和无人驾驶系统的直线性。为验证所提控制策略的有效性，搭建无人驾驶电动拖拉机犁耕机组试验平台，开展田间路径跟踪和犁耕试验。试验结果表明：本文提出的控制策略能适应复杂多变的田间环境，路径跟踪作业最大横向偏差不大于0.042m，犁耕作业横向偏差标准差不大于0.086m；行驶速度均值保持稳定，平均绝对误差为0.16km/h，平均相对误差为4.38%；耕深变异系数均值为9.29%，相较于模糊PID算法降低14.57%。本文提出的控制策略可根据不同土壤比阻、地块凹凸程度和牵引阻力，提高拖拉机犁耕作业的耕深均匀性和导航直线性，具有良好的适应性和鲁棒性，满足拖拉机犁耕作业农艺需求，为实现无人驾驶电动拖拉机多参数控制提供了参考。

来源：2024年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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