基于变增益单神经元PID的秸秆旋埋还田导航系统研制

摘要：

水稻田土壤松软,收割机作业后会出现残留秸秆凸起、地表坑洼等现象,导致秸秆旋埋还田作业易出现重耕、漏耕和自动驾驶路径跟踪精度差等问题.该研究基于滑移估计模型推导了拖拉机路径跟踪的前轮转角控制率,并设计了一种变增益单神经元PID导航控制器.在自主设计的电控比例液压转向系统基础上开发了秸秆旋埋还田导航系统,采用双天线RTK-GNSS获取拖拉机的实时位置和航向角信息,由变增益单神经元PID控制器根据理论转角和航向角偏差变化输出实际执行转角,实现旋埋作业自主路径跟踪.田间试验表明,作业速度为1.15 m/s时,变增益单神经元PID控制器的自适应直线跟踪最大横向偏差不超过0.071 m,平均绝对偏差不超过0.031 m.与常规PID控制器相比,变增益单神经元PID控制器的最大横向偏差和平均绝对偏差控制精度分别提高了53.08％和51.72％;与单神经元PID控制器相比,最大横向偏差和平均绝对偏差控制精度分别提高了39.00％和28.21％.该研究设计的变增益单神经元PID控制器可以增强导航系统的适应性和鲁棒性,提高路径跟踪精度,适用于未来无人驾驶下的秸秆旋埋还田作业.

关键词：农业机械、秸秆、导航、旋埋还田、控制器、变增益单神经元PID、电控比例液压系统、双天线RTK-GNSS

所属期刊栏目：37

分类号：TP273+.2(自动化技术及设备)

资助基金：公益性行业农业科研专项经费项目;国家重点研发计划项目;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目

在线出版日期：2021-05-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：31-40