基于DGPS定位与双闭环转向控制的农业自动导航系统

作者：黎永键,赵祚喜,高俊文,吴晓鹏,关伟

摘要：以东方红X-804拖拉机为平台,开发了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相组合的农业自动导航系统。系统主要包括RTK-DGPS接收机、姿态航向参考系统（AHRS）、转向控制器、电控液压转向装置和转向角检测传感器。设计了Kalman滤波器对定位数据进行平滑处理,同时实现航向角的校正。为实现自动转向,在拖拉机原有手动控制系统基础上加上电控比例液压阀,并设计电控单元。然后,推导了转向系统的数学模型,通过Matlab仿真工具箱得到传递函数的参数,设计了双闭环转向控制算法。最后,进行了算法验证试验和田间试验,结果表明,双闭环控制方法较好抑制了稳态时的震荡现象,方波信号的角度跟踪稳态时最大误差0.60°,平均误差0.40°,平均延时为0.20 s;设计的Kalman滤波器有助于提高定位系统的精度,横向跟踪误差不超过0.09 m,转向角度平均跟踪误差为0.43°,延时0.25 s。

发文机构：广东农工商职业技术学院 华南农业大学工程学院

关键词：农业自动导航载波相位差分全球定位系统姿态航向参考系统卡尔曼滤波双闭环控制agricultural automatic navigationreal time kinematic differential global positioning system（RTK-DGPS）attitude and heading reference system（AHRS）Kalman filterdouble closed-loop control

分类号： S219.02[农业科学—农业机械化工程][农业科学—农业工程]