【技术实现步骤摘要】
一种卫星平地机液压系统快速响应预测控制方法及系统
[0001]本专利技术涉及农业机械领域，具体是平地机的控制系统，对平地机的液压系统作预测控制。
技术介绍
[0002]高标准农田建设标准要求水田允许高差3cm以内、旱田允许高差在5cm以内。现有平地机主要为激光平地机和GNSS平地机，分别通过采用激光靶标测高和北斗RTK流动站测高，通过实际高度与标高进行对比来输出控制量，其易受强光、颠簸振动和天气等因素影响，易产生高程偏差。平地机的控制方式均为测控同点，无预测控制，如日本专利号为JP2010043446A中公开的平地机，其依据当前点的高程测量结果产生平地铲动作控制指令，再输出指令控制平地铲动作，其存在的问题是：当平地铲动作执行到位时，平地机器已经前进了一段距离，所以存在动作滞后问题，所平的土地地貌不是实际测量的土地地貌。
[0003]现有的平地机液压控制系统多为简单的开关量控制，如美国专利号为US10428493B2中所述的平地机控制系统，控制器接受高程信号，通过和标高对比输出控制量，此种控制方法控制过程简单，没有液压...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种卫星平地机液压系统快速响应预测控制系统，其特征是：其包括依次串联的平地机控制器、平地机北斗RTK流动站以及自动导航上位机，平地机控制器的输出端连接平地机液压系统中的电液比例换向阀的输入端；平地铲载土状态监测装置、液压缸行程传感器和液压缸压力传感器分别将所检测得到的平地铲载土状态g、液压缸行程h和液压缸伸缩阻力P
L
输入到平地机控制器中；所述的平地机北斗RTK流动站获得平地机的当前点高程a和当前经纬度f并输入自动导航上位机中，自动导航上位机获得全田块三维地貌图b，规划出平地机路径c，解析出前视预瞄点高程d、田块标高e以及平地机行驶速度v
x
并输入到平地机控制器中；平地机控制器将多信息融合确定出液压缸的期望位移，将期望位移与液压缸行程h相比较，比较的差值经模糊推理和滑模控制算法获得距离下铲点预瞄距离处的提前输出的控制量，结合平地铲载土状态g对控制量进行修正，当平地机到达预瞄距离处的位置时将修正后的控制量输入电液比例换向阀，控制液压缸工作以及平地铲下铲或抬铲。2.根据权利要求1所述的一种卫星平地机液压系统快速响应预测控制系统，其特征是：所述的平地铲载土状态监测装置为在平地铲内侧安装的多个接触开关，根据接触开关的触发情况，平地铲载土状态g的信号分为空铲、较少、中等、较多、满载五个等级。3.一种基于权利要求1所述的快速响应预测控制系统的控制方法，其特征是包括以下步骤：步骤1)：仿真确定出液压系统单个测控周期内的液压缸行程的最大调整量X
max
，步骤2)：平地机空跑遍历整个田块，将全田块三维电子地貌图b、平地机路径c、田块标高e作多信息融合得到液压缸的期望位移X，将所述的期望位移X与空跑遍历时的液压缸行程h相比较，计算出两者的位移偏差e1＝X
‑
h；步骤3)：建立以控制量U为输出，以位移偏差e1、液压缸伸缩阻力P
L
以及自适应调整参数k为输入的液压系统模型，再以模糊算法对自适应调整参数k进行模糊判断，获得最优控制量U：步骤4)：由拖拉机牵引平地机在待平田块上工作，根据在待平田块上获得的全田块三维电子地貌图b、平地机路径c、田块标高e作多信息融合，得到待平田块上的期望位移X：如果待平田块上的期望位移X小于所述的最大调整量X
max
，则取待平田块上的期望位移X；如果期望位移X大于或等于最大调整量X
max
，则取X＝X
max
；当期望位移X为正值或零时，控制量U≥0，平地机控制器发出抬铲指令，当期望位移X为负值时，控制量U＜0，平地机控制器发出下铲指令；步骤5)：计算出待平田块上的位移偏差e1，经所述的液压系统模型获得待平田块上的最优控制量U；根据待平田块上的行驶速度v
x
计算出预瞄距离；步骤6)：当平地机到达所述的预瞄距离的位置时，将所述的待平田块上的最优控制量U输入液压系统中控制液压缸工作。4.根据权利要求3所述的控制方...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏新华，王庆壮，刘成良，汪岸哲，王晔飞，吉鑫，邓屹，杨家鑫，张永杰，章少岑，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。