农业机械学报

作者：刘环宇，唐嘉城，邹顺，张藜瀚，于浩，王霜

单位：西华大学,西华大学,西华大学,西华大学,西华大学,西华大学,

关键词：农机路径跟踪;模型预测控制;北极海鹦算法;多目标优化;热启动技术

基金：四川省青年基金项目（25QNJJ4155）和四川省农业农村厅揭榜挂帅项目（ZZ20240018-2）

为提升农机路径跟踪平滑度和精度，降低环境噪声、传感器噪声等外部干扰，提出一种基于多目标优化的策略型自适应农机路径跟踪控制方法。以综合误差最小为目标，建立农机运动学模型及误差模型，采用拉丁超立方采样、策略型早停机制和适应度记忆对北极海鹦算法进行优化，利用优化后北极海鹦算法对模型预测算法的元参数进行自适应调整；以减少外部干扰并提升路径平滑程度为目标，建立农机状态多目标优化函数，引入多目标辅助优化算法，并与模型预测算法代价函数结合，对农机控制量进行求解。在此基础上引入事件触发的热启动技术，利用历史数据缩短模型预测控制优化时间。仿真试验结果表明，当农机作业速度为1.0 m/s时，最大绝对误差为0.06 m，平均误差为0.02 m。相较于原预测算法，单次运行时间仅增加0.007 s，路径平滑度平均提升83%。实地试验结果表明，当速度为0.5、1.0、1.5 m/s时，优化后算法平均误差相较于原始模型预测算法分别提升33%、35%、38%，路径平滑程度分别提升40%、51%、10%。

来源：2025年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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