农业机械学报

作者：何杰，曾鸿禧，李明锦，贺静，莫家骏，汪沛，赵润茂

单位：华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,农业装备技术全国重点实验室;广东工贸职业技术学院,华南农业大学,华南农业大学;华南农业大学黄埔创新研究院,华南农业大学,

关键词：拖拉机;自动导航;路径跟踪;纯追踪算法;横向侧偏补偿;侧滑

基金：华南农业大学农业装备技术全国重点实验室开放基金项目(SKLAET202401)、广东省科技计划项目(2023B0202010023)和山东省重点研发科技示范工程项目(2022SFGC0202)

自动导航拖拉机在侧偏侧滑等工况下路径跟踪误差大、纠偏易超调且调节时间长。为解决拖拉机侧偏侧滑工况快速纠偏问题,提出了一种基于驱动轮横向控制补偿策略的改进纯追踪路径跟踪控制方法。通过构建拖拉机的坡面侧滑模型,结合二轮车运动学模型,提出了纯追踪算法的横向控制补偿策略,对经典纯追踪算法进行改进,实现自动驾驶拖拉机精确横向补偿控制。为验证本文横向侧偏补偿改进纯追踪路径跟踪算法性能,进行CarSim/Simulink联合仿真,缓坡试验结果表明,改进后的算法在10°斜坡上的控制精度相比经典算法提升了73.6%;持续侧滑仿真,经典算法无法脱困,而改进算法在3.9s内完成脱困,横向偏差收敛至0.01m以内,超调量为0.14m。此外本文还在田间试验中验证了改进算法的有效性,在相同试验条件下,进行了3次重复试验,结果表明拖拉机在所有试验中均成功脱困,试验表明平均脱困时间为7.03s,平均最大超调量为0.054m。试验结果表明,本文横向控制补偿策略显著提升了自动导航拖拉机在复杂工况下的控制精度和稳定性。

来源：2025年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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