農機導航自校正模型控制方法研究

劉淵

我國的農業機械產業發展速度極快，主要是為了推動農業生產，進一步優化農業經濟結構，新型農機數量增加，原有的農機也被以技術化程度極高的手段改進，生產者給農機設備提出的使用要求也變得更為嚴格與多樣，為了確保農機的精準度不被削弱，很多技術人員都升級了農機控制系統，自動導航控制技術水平直接影響農機設備給食用者帶來的使用體驗，本文闡釋控制其自校正模型的手段。

1 主要構成

精準控制農機可以提升農機的利用率，控制系統在農機運行環節中起著重要的作用，在其自動控制系統中，自校正模型既是相對重要的一部分，同時也比較特殊，直接會給農機設備的導航功能帶去影響，借助自校正裝置可以改變農機原來的位置，順利地移動農機，而模型控制器的功能則不同，主要能夠調節農機的移動方向，這兩種裝置都是現代農機必不可確的重要裝置，模型控制器處于控制系統的核心部位，而自校正裝置則可以被當做輔助設備使用，其對于控制器的缺陷也能夠起到彌補的作用，使農機可以精準地達到應用目的。

2 設計事項

在直線路徑以及小曲率的跟蹤過程中，模型控制器實際的跟蹤效果非常好，但是相反的對于大曲率情況來說，實際的跟蹤效果卻并不理想，所以對于模型控制器實際的控制效果評價還需要依靠效果監測和預測吻合度來進行，吻合度參數為sdy（控制器偏差變化趨勢變量），這個過程中需要獲取監測時刻的橫向偏差數值以及一定監測時間段內的橫向偏差數值，對于時間段內的偏差數值需要根據經驗來獲取，橫向偏差數值取值較小的情況下，設備自校正控制器會表現出較快的反應速度，與此同時模型控制系統的整體穩定性會下降，相反橫向偏差數值較大的情況下，反應速度會下降，但是系統穩定性會大幅度的提升。

在設計農機的自校正控制系統時，首先調整輸出變量與輸入變量，使其呈現出模糊化妝臺，在這部分設計內容之中，主要有一個輸出變量與多個輸入變量，輸入變量包括偏差變量與趨勢變量，趨勢變量展現的是控制裝置展示出的偏差變化；輸出變量可以被看做是一種補償角度，其呈現出的農機的轉向輪的預期補償情況，在對輸入變量進行模糊化處理時，需要將其模糊性的序數變為更為直觀的數字，在設計時必須要充分把控三種變量的變動情況。

在控制自校正裝置時，需要嚴格明確幾個控制規則，首先需要對駕駛農機設備的工作人員的實際駕駛能力全面考量，根據可應用的隸屬度函數來對控制量偏差進行控制，當實際產生的偏差的絕對值偏大時，需要盡量縮小控制量偏差，而當實際偏差的絕對值相對較小時，要將實際偏差縮小，在調整各種變量偏差時，還要使農機設備保持穩定運轉的狀態，如果控制系統難以保持穩定性，其他的控制行為也難以維持合理性，橫向變量增加時自校正裝置的調整活動必須要參照轉向輪的預期補償角度，其他的相關控制校正行為也要考慮到這一元素。在調節農機設備時，要盡可能地縮小調節的角度，在農機設備保持合理運轉的條件下，可以選擇不對控制器輸出變量加以調節。設計行為要始終與農機的控制需要保持一致性。

根據橫向偏差、控制器偏差變化趨勢變量以及農機設備轉向輪期望的補償角度量化等級以及量化因子取值將這三個變量的模糊化等級以及隸屬度函數用圖1來表示：其中圖1中曲線分別表示三個變量的模糊糊等級，分別為負大、負中、負小、零、正小、正中和正大。

根據圖1，當農機設備位于導航控制線右側的時候，橫向的偏差表示為NB，并且這種趨勢還會不斷增加，這種情況下顯示的控制效果和預期的效果偏差較大，所以設備打破校正控制器需要輸出PB（正大）最大的轉向期望補償角來對設備轉向輪期望轉角進行校正，讓農機設備開始朝著正確的導航方向移動，結合圖1 將自校正控制器控制規格描述為：如果橫向偏差變量為負大，并且控制器偏差變化趨勢變量也為負大，那么農機設備轉向輪期望的補償角度需要取正大。

綜上所述，本文以現代新型農機為分析對象，從導航自校正模型出發，給出了設計其控制器的方法。在設計該控制類型的模型時，要緊抓設計難點，對曲線路徑設計事項進行分析，避免農機在處于曲線路徑運行狀態時出現失去控制或者路線的精準度降低的情況，在對模型進行精確細化時，還要處理好其他會給農機運行的精準度帶去影響的因素，現有的導航系統仍舊可以被改進，技術人員要以實際的農機應用需求為準。

（作者單位： 150000 黑龍江農墾農業機械試驗鑒定站）