用于农机自动驾驶的自适应前馈模型预测控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于农机自动驾驶的自适应前馈模型预测控制方法及系统，导航定位模块将获取的农机行驶状态信息传给行车控制模块，得到最终前轮转角，行车控制模块包括模型预测控制器和自适应前馈控制器，自适应前馈控制器根据横向误差和车速确定前馈补偿角，模型预测控制器基于车辆运动学模型，根据当前位置、航向角、参考位置、参考航向角、参考前轮转角、车速v和系统约束，求解前轮转角；安装在农机前轮的转角传感器实时向转向执行机构反馈实际前轮转角，当实际前轮转角等于最终前轮转角时，转向结束，实现农机的路径跟踪控制。本发明专利技术通过自适应前馈控制器补偿控制量，保证路径跟踪精度的同时提高了路径跟踪的效率。精度的同时提高了路径跟踪的效率。精度的同时提高了路径跟踪的效率。

【技术实现步骤摘要】
用于农机自动驾驶的自适应前馈模型预测控制方法及系统


[0001]本专利技术属于农用车辆自动驾驶
，具体涉及一种用于农机自动驾驶的自适应前馈模型预测控制方法及系统。

技术介绍

[0002]农用车辆无人化自动驾驶是智能农业研究的重点，而路径跟踪控制又是无人驾驶的核心技术。路径跟踪的目标是通过消除农机在行驶过程中实际行驶路径与规划路径之间的偏差，实现路径的准确跟踪。模型预测控制能够基于当前的状态量预测未来时刻的控制量，并且充分考虑状态量和控制量的约束条件，所以在路径跟踪控制领域得到应用。
[0003]中国专利(CN109884900A)公开了一种基于自适应模型预测控制的收获机路径跟踪控制方法，该方法根据跟踪路径和收获机的行驶速度自适应调整预测时间，实现自适应模型预测控制；该专利技术通过优选预测时域有效地解决了由于联合收获机质量大、惯性大造成的控制滞后问题，提高了路径跟踪效果；但该方法针对农机作业常出现的大角度转弯或180
°
调头等工况考虑不足，常出现路径跟踪误差较大的情况，同时该方法未考虑到横向误差较大时模型预测控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于农机自动驾驶的自适应前馈模型预测控制方法，其特征在于：导航定位模块实时获取农机行驶状态信息，包括当前位置(x，y)、航向角和车速v；当前位置(x，y)到已规划路径的最短距离记作行驶过程中的横向误差ΔX；所述横向误差ΔX和车速v传输给自适应前馈控制器，确定前馈补偿角δ
q
；所述当前位置(x，y)、航向角车速v及参考位置(x
r
，y
r
)、参考航向角参考前轮转角δ
fr
传输给模型预测控制器，求解得到前轮转角δ
m
；根据前馈补偿角δ
q
与前轮转角δ
m
得到最终前轮转角δ
final
，其中δ
final
＝min(δ
q
+δ
m
，δ
max
)，δ
max
为农机前轮最大转角。2.根据权利要求1所述的用于农机自动驾驶的自适应前馈模型预测控制方法，其特征在于，所述前馈补偿角δ
q
是根据以下规则确定的：其中：K为斜率，且K＝7.1396v
‑
1.006
。3.根据权利要求1所述的用于农机自动驾驶的自适应前馈模型预测控制方法，其特征在于，所述是基于车辆运动学模型求解得到的，其中为t时刻第k次输出的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏新华，胡珉珉，王爱臣，吴抒航，汪岸哲，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：