一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法及系统技术方案

技术编号:45965231 阅读:11 留言:0更新日期:2025-07-29 18:01
本发明专利技术公开了一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法及系统,该方法包括:确定农业机器人航向偏差和横向位置偏差的运动学模型,构建农业机器人的动力学模型;将农业机器人的动力学模型转换为农业机器人高阶全驱系统模型,并构建考虑外部扰动的线性控制系统模型;构建改进型非线性扰动观测器进行扰动估计,得到农业机器人外部扰动估计值;根据改进型非线性扰动观测器,构建鲁棒反馈控制器对农业机器人进行作业控制。本发明专利技术能够将欠驱动控制系统转换为全驱控制系统,同时考虑外部未知扰动的影响,进而增强控制器的鲁棒性。本发明专利技术作为一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法及系统,可广泛应用于农业机器人控制技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业机器人控制,尤其涉及一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法及系统


技术介绍

1、农业机器人自主作业技术可有效提高农业机械的作业效率和作业质量,避免遗漏作业或重复作业,降低对农机手的依赖程度,对于地形复杂区域,在设计路径跟踪控制器时需充分考虑到这些复杂状况对自主作业效果的影响。农机的控制系统既要实现横向位置跟踪又要实现航向跟踪,使得该控制系统从物理意义上属于一个输入两个输出的欠驱动系统,这会增加控制器设计难度、降低控制效果;考虑到农机的动力学模型中有很多参数难以精确测量,且地形变化会给控制系统带来未知扰动,需设计一个合适的扰动观测器。

2、相关技术对农业机器人的控制方法进行了广泛研究,并贡献出各种各样的控制方法,主要有pid方法、纯追踪方法、模型预测控制方法、自适应控制、神经网络控制等。但目前方法多是基于纯运动学模型或者欠驱动控制系统模型的,缺乏有效手段将其转化为全驱系统模型;而且当前的扰动观测器通常需要位置、速度、加速度的三个维度测量信息,对测量系统的要求较高。

3、综上,相关技术中存在的技术问题有待得到改本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法,其特征在于,所述根据农业机器人的几何学结构确定农业机器人航向偏差和横向位置偏差的运动学模型,设置运动学模型的输入与输出,构建农业机器人的动力学模型这一步骤,其具体包括:

3.根据权利要求2所述一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法,其特征在于,所述农业机器人的动力学模型的表达式具体如下所示:

4.根据权利要求3所述一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法,其特征在于,所述将农业机器人的动力学模型转换...

【技术特征摘要】

1.一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法,其特征在于,所述根据农业机器人的几何学结构确定农业机器人航向偏差和横向位置偏差的运动学模型,设置运动学模型的输入与输出,构建农业机器人的动力学模型这一步骤,其具体包括:

3.根据权利要求2所述一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法,其特征在于,所述农业机器人的动力学模型的表达式具体如下所示:

4.根据权利要求3所述一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法,其特征在于,所述将农业机器人的动力学模型转换为农业机器人高阶全驱系统模型,并构建考虑外部扰动的线性控制系统模型这一步骤,其具体包括:

5.根据权利要求4所述一种基于高阶全驱理论的农业机器人鲁棒控制方法,其特征在于,所述农业机器人高阶全驱系统模型的表达式具体如下所示:

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:张月新姚瑶罗湛姚福星
申请(专利权)人:广东技术师范大学
类型:发明
国别省市:

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