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近年来,激光整平机广泛应用于农业耕地精细平整和现代化工程建设中。其中混凝土整平精度的要求高于农田整平,现阶段我国自主研发的激光整平机的整平精度无法满足要求。为了提高整平精度,需要对整平机控制机构进行深入研究,建立调平系统的动力学模型以便于控制算法的仿真和优化。整平机控制机构中节点较多,需要一种可靠的通信方式保障系统中传感器的数据传输和控制器的任务分配。传统的RS-485总线只能构成单主从结构,容错能力较差,当系统中一个节点出现故障时无法保证其它节点通信数据的准确性,而CAN总线的仲裁机制和故障封闭功能可以有效解决上述问题,提高了通信的可靠性。在现场运行过程中,高低不平的路面会导致平地铲产生倾斜,为了模拟实际的运行状况,搭建了激光整平机水平控制系统的实验平台并根据调平系统设计了适用的控制器。本文的主要研究内容和成果如下:(1)提出了激光整平机的俯仰角控制系统总体设计方案,搭建了激光整平机水平控制系统的实验平台。利用惯性传感器作为测量单元,姿态解算控制器为STM32F103;整平机水平控制系统中主控制器型号为STM32F407,从控制器型号为TMS320F28335;选用电推杆作为驱动部件。(2)基于刚体运动原理,在农业用激光整平机横滚角控制系统模型的基础上建立了混凝土激光整平机的俯仰角控制系统模型。利用MATLAB/SIMULINK进行仿真分析,仿真结果表明模型能够反映出液压杆的伸缩量与俯仰角变化的关系。(3)对CAN总线进行了深入研究,详细介绍了 CAN通信协议和特点。通过CAN外扩收发器将STM32F407和TMS320F28335连接到CAN总线上,实现了bxCAN与eCAN模块间的CAN通信,并用逻辑分析仪测量了标识符和数据,验证了通信的准确性。(4)基于扩展卡尔曼滤波实现了姿态角解算,利用搭建的激光整平机水平控制系统的实验平台实现了刮平板姿态角的判定和水平控制机构的调平控制。比较了不同PID参数下的动态响应,选取了较好控制效果的PID参数。实验结果表明:该系统测量精度高,控制稳定性好,能够较好地实现整平机的水平控制。