【摘 要】
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我国对于农业机械导航的研究日益深入,但是常见的农机导航研究都是针对轮式车辆开展,例如无人驾驶插秧机、拖拉机等,而履带式农机（尤其是履带式联合收获机）的研究较少。履带式联合收获机导航自动控制系统的研究可以进一步简化农作物收割过程,延长收获机在农忙时期的作业时间,为后期建立全时监控的履带式联合收获机自适应调整系统打下基础。本课题在TH988履带式联合收获机搭建北斗导航定位系统,结合测速雷达实现车身转角
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我国对于农业机械导航的研究日益深入,但是常见的农机导航研究都是针对轮式车辆开展,例如无人驾驶插秧机、拖拉机等,而履带式农机（尤其是履带式联合收获机）的研究较少。履带式联合收获机导航自动控制系统的研究可以进一步简化农作物收割过程,延长收获机在农忙时期的作业时间,为后期建立全时监控的履带式联合收获机自适应调整系统打下基础。本课题在TH988履带式联合收获机搭建北斗导航定位系统,结合测速雷达实现车身转角检测,基于纯追踪算法实现联合收获机的路径跟踪控制。具体研究内容如下:（1）履带式联合收获机导航定位系统与液压转向系统构建。在TH988上搭建北斗导航定位系统,完成收获机转向液压油路的电控改造;基于C#语言开发履带式联合收获机导航定位系统软件,实现北斗导航定位系统位置信息解析与收获路径设置。（2）履带式联合收获机车身转角检测系统设计。分析轮式车辆和履带式车辆的转向特点,提出基于履带式联合收获机两侧速差的车身转角检测方法;分析车身转角检测系统的试验结果,检测误差在3.5%以内。（3）履带式联合收获机路径跟踪控制算法仿真与实验。结合履带式联合收获机运动学模型和纯追踪算法,设计履带式联合收获机路径跟踪控制器;设计PID控制器,实现履带式联合收获机转向控制;通过MATLAB仿真,分析控制器不同参数对控制效果的影响,并验证所提出方法理论上的可行性;通过路径跟踪控制试验验证,收获机在无负载、行驶速度1.8m/s的情况下,最大跟踪误差为0.14m,平均误差为0.032m,收获机在全工况、行驶速度1.5m/s的情况下,最大跟踪误差为0.27m,平均误差为0.035m。本文利用导航定位技术实现联合收获机收获作业时的辅助驾驶,可提升机器自动化水平、降低机手操纵强度,论文开展履带式联合收获机车身转角检测与导航控制技术研究具有重要的理论意义与应用价值,为履带式联合收获机自主导航系统的研制奠定了基础。
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