基于GNSS的农田平地机自动控制系统研究

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lin2009888
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随着人口增长环境和资源问题在当今社会显得尤其重要,如何实现对现有资源的科学调控与分配,避免资源浪费是实现可持续发展的重要课题。对于农业生产中的环境和资源保护可通过节约用水用肥实现;依据季节农时在耕作前或耕作后进行土地平整有效提高灌溉效率和肥料利用率,避免因过量施肥带来的环境污染问题,增加收益。陀螺仪价格低,将其应用于平地设备中进行姿态测量能节约成本。通过对国内外GNSS平地技术的学习,在现有基础上设计一种以陀螺仪测姿、GNSS定位技术和自动控制技术进行精准平地的系统。本文研究内容主要分为以下方面:通过对国内外现有平地机的研究,从平地机工作原理出发,分析平地机在工作中的实际需求,对平地机硬件系统进行了设计选型。为解决平地过程中突发情况的发生设计了可实现手动和自动控制的控制器。根据平地机的工作特点对平地机姿态控制方法进行研究,基于相关控制理论(PID、PWM)使用数学建模方法对控制目标(俯仰角、高程)进行分析建模。利用VB 6.0软件对平地控制软件进行开发。使用Matlab R2021a对控制系统进行数字化分析,对系统性能进行测试,比较后采用模糊PID和PWM结合调节电磁换向阀占空比的方式控制平地系统,避免超调震荡。为检测平地系统能否稳定运行,进行了田间试验;在进行地形测量后开展平地作业,作业后平整度、高差分布列、最大高差三项指标均有不同提升,平整度上升50%,高差分布列上升32%,最大高差为13.7cm。试验结果表明:基于陀螺仪的农田平地机自动控制系统能稳定的进行平地工作。改善农田地形,满足工作要求。
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