The present invention relates to a mechanical automatic steering control method, the method comprises the steps of: determining the position error and the heading error; according to the change of agricultural machinery in actual front wheel angle, through the parameter self-tuning PID control algorithm for online tuning of PID parameters, the next moment is calculated the expected front wheel angle, so as to realize the automatic steering control of agriculture mechanical. The invention is based on conventional PID navigation control method, make full use of the fuzzy control method, the change of agricultural machinery based on the actual steering angle, to meet the different error and error change rate under different requirements on the PID control parameters, on-line tuning of PID parameters. It not only has the advantages of fuzzy control, flexibility and adaptability, but also has higher precision of PID control. It can improve the stability and accuracy of the automatic steering control of agricultural machinery and the robustness of the control system.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业机械导航控制领域,具体涉及一种机械自动转向 的控制方法。
技术介绍
农业机械导航控制的主要目的是根据各传感器得到的相对精确 的导航定位结果,确定农业机械本身与预定义路径的位置关系,结合 农业机械的运动状态及相应控制算法,决策出合适的前轮转角,以修 正路径跟踪误差,使农业机械的当前航向与目标航向快速重合。导航 控制分为纵向控制和横向控制,其中横向控制主要指转向控制,纵向 控制主要指速度的调节。农业机械自动转向控制方法,是实现其精确 的航向跟踪和自动导航控制的基础。常用的导航控制方法包括线性模型控制方法、最优控制方法和模 糊控制方法。美国伊利诺伊大学对农用机械的自动控制和多传感器的 信息融合做了深入广泛的研究,成功开发了能实现多种耕作作业的拖 拉机,并利用电液控制系统执行转向动作,实现了农用拖拉机沿行间 隙行走的无人驾驶。曰本东京大学利用机器视觉技术进行自动导航系 统研究,根据线性转向控制模型,将目标方向角度和车辆纵向角度融合,计算出转向轮偏转角度,完成转弯控制。美国的NoguchiN等人 应用神经网络和遗传算法,建立了具有自学习能力的农用车辆控制系 统,实验结果表明,该模型对在平坦路面行驶的车辆具有很好的控制 效果,但不适合于路面倾斜的情况。Benson、 DongZL等人应用PID (比例-积分-微分proportion-integral-derivative)控制方法设计了 PID控制器,该算法不依赖于精确的数学模型,避免了繁瑣的建模过 程,只需要一些对象的响应特征来组合控制,对算法的比例参数、积分参数和微分参数进行合理的调节。实验结 ...
【技术保护点】
一种机械自动转向控制方法,该机械的存储装置中存储有PID控制器的比例常数、微分常数和积分常数,其特征在于,该方法包括以下步骤: (1)根据机械转向要到达的目标点确定其位置偏差和航向偏差; (2)PID控制器根据所述位置偏差和航向偏差确定当前期望前轮转角,并控制转向机构根据所述当前期望前轮转角来控制前轮转向,同时通过角度传感器采集当前实际前轮转角; (3)计算当前期望前轮转角与当前实际前轮转角的误差及误差的变化率,PID控制器根据所述误差及误差的变化率确定PID比例常数的增量、微分常数的增量和积分常数的增量,得到调整后的比例常数、微分常数和积分常数; (4)PID控制器利用调整后的比例常数、微分常数和积分常数求出当前期望前轮转角的增量,得到调整后的期望前轮转角,并控制转向机构根据所述调整后的期望前轮转角来控制前轮转向。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:刘刚,孟祥健,杨玉糯,司永胜,
申请(专利权)人:中国农业大学,
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]
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