(1)设计开发一个通用的北斗液压导航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液压导航。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。
在调平操作期间,激光发射器发射的光束可以旋转360°,以形成激光扫描平面作为系统操作的参考平面。控制器基于由操作者设定的北斗液压导航的高度与基准面之间的高度差作为控制量来进行调平控制。在处理高度差信息后,发送电信号以控制液压控制阀,以自动控制刮板的高度,以使其能够保持定位的仰角。工作特点:在农田中,北斗液压导航主要用于农田的精整中,以实现农田节水灌溉,减少肥料的流失。适用于灌溉前的旱地农田平整和水田平整。校平精度高达±2cm,可以在400m的半径内工作。平整土地的高度差不超过30cm,以实现高精度的土地平整作业。
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,设计了北斗液压导航自动转向执行机构,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,步进北斗液压导航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。
从世界自动驾驶设备的发展历史来看,后安装方法在早期发展很快,但随着时间的流逝,前安装方法得到了迅速的推广并逐渐成为主流。目前,Deere,Case New Holland和AGCO都已经形成了相对稳定的预安装解决方案,用于通过并购或战略合作进行自动驾驶。北斗液压导航安装具有以下优点。前置系统的液压管线,电路,传感器,显示器以及其他液压和电子组件具有良好的装配一致性。它们在工厂经过严格测试,并享受制造商的三包政策。北斗液压导航后装配件属于出厂后的已装配件,可靠性差,损坏的三包也将受到影响。