基于路徑彎曲度動(dòng)態(tài)預(yù)瞄搜索算法的車(chē)輛路徑跟蹤控制軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械田間作業(yè)時(shí)的路徑跟蹤控制，在無(wú)人駕駛高速插秧機(jī)硬件系統(tǒng)基礎(chǔ)上，采用基于規(guī)劃路徑彎曲度的動(dòng)態(tài)搜索預(yù)瞄算法設(shè)計(jì)了路徑跟蹤控制軟件。該算法以作業(yè)機(jī)械橫向偏差和航向偏差作為航向模糊控制器的輸入變量，以前輪轉(zhuǎn)角期望值為輸出變量，設(shè)計(jì)航向模糊控制器，實(shí)現(xiàn)航向控制；同時(shí)結(jié)合轉(zhuǎn)向模糊免疫PID控制器對(duì)步進(jìn)電機(jī)的PWM頻率進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)水田作業(yè)機(jī)械的方向改變，從而完成作業(yè)機(jī)械沿規(guī)劃路徑自動(dòng)行駛跟蹤，并用Matlab/Simulink仿真平臺(tái)對(duì)所采用的路徑跟蹤控制原理和所設(shè)計(jì)的模糊控制器進(jìn)行了有效性驗(yàn)證，結(jié)果表明所采用的控制方法是可行的。經(jīng)試驗(yàn)，插秧機(jī)以1 m/s的速度進(jìn)行直線(xiàn)跟蹤時(shí)最大的跟蹤偏差只有4 cm，且始終圍繞零值附近上下波動(dòng)，計(jì)算平均跟蹤偏差為0.84 cm，能夠滿(mǎn)足水田作業(yè)機(jī)械路徑跟蹤控制的要求。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)導(dǎo)航；農(nóng)業(yè)機(jī)械；軟件設(shè)計(jì)；路徑規(guī)劃；路徑跟蹤算法

中圖分類(lèi)號(hào)： U463.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）02-0370-04

收稿日期：2014-04-22

基金項(xiàng)目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金（編號(hào)：黔科合J字LKZS[2014]24）；貴州省科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：黔科合J字LKZS[2014]05）；貴州省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科資助課題（編號(hào)：黔學(xué)位辦[2013]18）；貴州省遵義師范學(xué)院教研基金（編號(hào)：13-56）。

作者簡(jiǎn)介：熊中剛（1986—），男，湖南常德人，碩士，講師，主要從事電氣自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)機(jī)械智能控制方面的研究。E-mail：xzglsl2013@163.com。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)在很多發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已有了很深入的研究，但亞洲除了日本、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣外，其他國(guó)家和地區(qū)在這一領(lǐng)域研究較少[1]。……