拖拉机-牵引式农机具路径跟踪控制算法研究

文献类型： 中文期刊

第一作者： 刘智勇

作者： 刘智勇;温昌凯;肖跃进;付卫强;王昊;孟志军

作者机构：

关键词： 牵引式农机具;运动学模型;滑模变结构控制;路径跟踪;仿真试验

期刊名称： 智慧农业(中英文)

ISSN： 2096-8094

年卷期： 2023 年 004 期

页码： 58-67

摘要： [目的/意义]本研究为解决牵引式农用车辆的路径跟踪精度低、迟滞性大和抗干扰能力差等问题，提出了一种基于滑模变结构控制的拖拉机-牵引式农机具路径跟踪方法。[方法]建立了拖拉机-牵引式农机具运动学模型，通过近似线性化的方法建立了车辆-道路偏差状态方程，采用Ackermann公式进行极点配置，设计基于指数趋近律的滑模变结构控制器，并在MATLAB/Carsim联合仿真环境中进行跟踪仿真分析。[结果和讨论]跟踪双移线参考路径时，农机具横向偏差和航向偏差经8 s收敛到0 m和0°，在参考航向变化时，横向偏差小于0.1 m，航向偏差小于7°；在跟踪圆形参考路径时，农机具横向偏差经过7 s趋于稳定，并始终小于0.03 m，农机具航向偏差经7 s趋于稳定，并保持在0°；在跟踪S形曲线参考路径时，农机具在曲率变化处依然保持着良好的跟踪性能。[结论]农机具能有效跟踪参考路径，满足精度和快速性的要求。在跟踪仿真试验中，拖拉机前轮转角和拖拉机与农机具间的铰接角都保持在小范围内，符合实际生产的需要，降低安全事故发生的可能性。

分类号： S219

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