农业机械学报

作者：韩长杰，李超，徐阳，仇世龙，罗燕，尤佳，毛罕平

单位：新疆农业大学;新疆智能农机装备工程技术研究中心,新疆农业大学,新疆农业大学,新疆农业大学,新疆农业大学,新疆农业大学,新疆农业大学,

关键词：棉花打顶机;北斗导航系统;双电机履带底盘;模糊PID控制;路径追踪

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD2002401）、新疆维吾尔自治区天山创新团队项目（2021D14010）和农业农村部火花计划项目（13230369）

为解决棉花打顶作业过程中，打顶装置晃动严重、对行稳定性差等问题，根据新疆地区机采棉田种植模式，设计了一款基于北斗导航的棉花打顶机履带行走系统，确定了底盘整机和关键部件的设计结构和参数。以STM32F103为主控器，搭载基于实时动态差分的北斗卫星导航系统，实现自动导航控制；建立履带底盘运动学模型确定预瞄点，得到定位点与目标路径的曲率偏差，同时引入底盘几何中心行驶速度为控制器输入量，提出一种自调节的双输入模糊PID控制算法，实现底盘的作业路径自动追踪。以打顶期棉田为作业对象，分别开展性能试验和作业试验，结果表明：底盘田间自主导航作业时，最大绝对偏差不超过39mm，标准差不超过18.5mm，平均绝对偏差为15.3mm；工作过程中所搭载的打顶装置平均航向角偏转角为0.38°，平均横滚角偏转角为0.33°，平均俯仰角偏转角为0.26°。自走式履带底盘行驶稳定性强、对行精准、跟踪误差小，可适用于棉花打顶行走作业。

来源：2025年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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