为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度,设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统,在分析步进电机,伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上,设计了北斗洗平机自动转向执行机构,并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件,能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法,设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明,当拖拉机作业速度为0.8m/s时,两种实验条件下,步进北斗洗平机的均方根误差分别为8.81cm和12.09cm,伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.85cm和10.55cm,步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.54cm和5.53cm,步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。
(1)在没有农具的情况下,对已安装的拖拉机进行1000m测试。在1000m范围内设置3个点来回走动几次,观察这3个点的误差。将误差调整到较小距离,以达到北斗洗平机的指定范围。这样做的优点是将拖拉机调整到位,并且在连接农机后误差较大时,仅需调整农机,而无需考虑拖拉机的直立问题。在调整拖拉机的同时,对驾驶员和驾驶员进行了北斗洗平机的实际操作培训,为将来驾驶员和驾驶员的操作奠定了良好的基础。(2)将拖拉机挂在播种机上后,在1000m范围内设置3个点,操作方法同上。通过以上反复调试,驾驶者基本可以掌握北斗导航自动驾驶系统,然后再下地。
首先,在北斗洗平机车载显示控制器上设置车辆行走线,然后设置导航模式(直线或曲线)。通过从基站接收差分数据,可以实现厘米级卫星定位,并将准确的定位信息实时发送到控制器。方向传感器将车轮的运动方向实时发送到控制器。导航控制器根据卫星定位和车轮旋转的坐标实时向液压控制阀发送指令。通过控制液压系统油的流量和方向,可以控制北斗洗平机车辆以确保车辆遵循由导航耙设定的路线。
GPS /北斗技术在农业生产中的应用是农业生产进步的体现,也有利于现代农业生产能力的提高。随着科学技术的发展和进步,过去的生产方式已经不适应管理模式和现代农业理念。有必要使用先进技术来提高农业发展水平。随着农业机械化技术的发展,北斗洗平机将被应用在现代农业生产领域,以提高整体农业生产效率。基于GPS /北斗技术的应用,未来的农机应用将实现智能操作甚至无人操作。同时,由于引入了北斗洗平机运行技术,可以实现农作物生长状况的分析和数据采集,并且在种植活动之前,可以将GPS /北斗导航技术与GIS地理信息相结合的应用。可以分析技术土壤结构中的营养元素为作物品种的选择提供了技术支持。基于土壤肥力数据分析技术的应用,可以进行准确的施肥和除草技术应用。
(1)设计开发一个通用的北斗洗平机控制平台及相关装置,可以方便地应用在各种农机上;(2)转向控制方法的研究;(3)农机模型及导航控制方法的研究;(4)在不同的农机上从硬件、软件、网络角度.如何快速集成安装北斗洗平机。本文对上述四个问题进行了深入研究,设计了通用导航控制平台,提出了相关模型和控制算法,在联合收割机和拖拉机上成功地进行了平台的集成应用,并完成了路面和田间自动导航控制实验。