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温室电动拖拉机旋耕稳定性时序分析与前馈PID控制方法研究
1
作者
杨杭旭
周俊
+2 位作者
齐泽中
孙晨阳
赖国梁
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期412-420,共9页
针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业...
针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业中因机具俯仰而出现的响应性差、耕深不稳定和功率突变的问题。建立了温室电动拖拉机旋耕作业的功率模型,并建立了俯仰角-耕深的转换矩阵,得到了旋耕系统实际耕深的转换值;采用时间序列分析预测机身俯仰角,并作为旋耕系统的扰动输入;结合耕深的转换值和预测得到的扰动,采用APF-PID控制器调节旋耕系统的提升机构,将旋耕机维持在目标耕深;在温室内未旋耕和已旋耕的两种地块进行实车试验。结果表明:俯仰角时序预测模型的相关系数可达0.983 2;APF-PID控制的控制性能优于PID控制,在目标耕深6 cm的测试路面中,APF-PID在两种试验地块上的平均耕深分别为6.47 cm和6.44 cm,均方根误差为0.80 cm和0.72 cm,绝对平均误差为0.67 cm和0.58 cm,耕深稳定性系数为89.95%和91.30%,消耗的总能量较PID控制分别降低4.18%和19.13%,较好地实现了温室电动拖拉机旋耕稳定性控制,满足温室作业需求。
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关键词
电动拖拉机
温室
旋耕作业
稳定性控制
前馈PID
角度预测
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职称材料
单侧制动式转向履带底盘自主行走局部路径规划方法
2
作者
齐泽中
周俊
+2 位作者
叶子渭
周学剑
杨浩勇
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期52-59,共8页
针对点动控制的单侧制动式转向履带底盘在自主行走中控制精度低、转向切换频繁的问题,提出了一种基于单侧制动转向履带底盘的三切线局部路径动态规划算法,根据履带底盘转向制动力矩不可控特性,设计了“转向-直行-转向”的局部路径规划...
针对点动控制的单侧制动式转向履带底盘在自主行走中控制精度低、转向切换频繁的问题,提出了一种基于单侧制动转向履带底盘的三切线局部路径动态规划算法,根据履带底盘转向制动力矩不可控特性,设计了“转向-直行-转向”的局部路径规划方式。三切线局部路径动态规划算法由1条直线与2条圆弧相切组成,第1段圆弧与车辆行驶方向相切,车辆沿圆弧转向逐步偏向目标航线;第2段直线与两段圆弧相切,车辆沿直线行驶逐步靠近目标航线;第3段圆弧与目标航线相切,车辆沿圆弧转向逐步与目标航向一致。车辆通过历史移动的横向偏差和航向偏差采用加权递推平均滤波计算转弯半径,判断当前所处阶段进行调整。田间自动直线行驶试验结果表明:在横向偏差0.25m、航向偏差为0°的起始状态下,以行驶速度0.4m/s前进,在该算法下行驶的横向偏差绝对值均值和横向偏差标准差分别为0.085、0.104m,分别比bang-bang算法增加23.19%、19.54%,航向偏差绝对值均值和航向偏差标准差分别为3.31°、3.74°,分别比bang-bang算法减少25.95%、25.64%,总转向控制次数为9次,比bang-bang算法减少43.75%。三切线局部路径动态规划算法适用于单侧制动式转向履带底盘,具有更高的路径跟踪精度和较低的控制频率,满足田间作业需求。
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关键词
履带底盘
单侧制动
自主行走
局部路径规划
模糊控制
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职称材料
打捆裹包机自动喷药装置的研究
3
作者
齐泽中
水冰雪
+2 位作者
孟卫国
肖煜
汤明昊
《南方农机》
2017年第19期41-42,共2页
青贮饲料添加剂是作用于青贮饲料的一类微生物添加剂[1],通常喷施添加剂后打包存储,为了解决人工喷施不均匀,效果差的问题,设计研发了打捆裹包机自动喷药装置,实现了根据草料质量和密度自动调整喷雾量,在打捆之前进行均匀喷雾。样机实...
青贮饲料添加剂是作用于青贮饲料的一类微生物添加剂[1],通常喷施添加剂后打包存储,为了解决人工喷施不均匀,效果差的问题,设计研发了打捆裹包机自动喷药装置,实现了根据草料质量和密度自动调整喷雾量,在打捆之前进行均匀喷雾。样机实验表明机具具有喷雾均匀、喷雾量可调等特点。
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关键词
打捆裹包机
青贮饲料
自动喷雾
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职称材料
题名
温室电动拖拉机旋耕稳定性时序分析与前馈PID控制方法研究
1
作者
杨杭旭
周俊
齐泽中
孙晨阳
赖国梁
机构
南京农业大学工学院
金华职业技术学院机电工程学院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期412-420,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2016YFD0701003)
江苏省现代农机装备与技术示范与推广项目(NJ2021-36)
金华市重点科技计划项目(2022-1-075)。
文摘
针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业中因机具俯仰而出现的响应性差、耕深不稳定和功率突变的问题。建立了温室电动拖拉机旋耕作业的功率模型,并建立了俯仰角-耕深的转换矩阵,得到了旋耕系统实际耕深的转换值;采用时间序列分析预测机身俯仰角,并作为旋耕系统的扰动输入;结合耕深的转换值和预测得到的扰动,采用APF-PID控制器调节旋耕系统的提升机构,将旋耕机维持在目标耕深;在温室内未旋耕和已旋耕的两种地块进行实车试验。结果表明:俯仰角时序预测模型的相关系数可达0.983 2;APF-PID控制的控制性能优于PID控制,在目标耕深6 cm的测试路面中,APF-PID在两种试验地块上的平均耕深分别为6.47 cm和6.44 cm,均方根误差为0.80 cm和0.72 cm,绝对平均误差为0.67 cm和0.58 cm,耕深稳定性系数为89.95%和91.30%,消耗的总能量较PID控制分别降低4.18%和19.13%,较好地实现了温室电动拖拉机旋耕稳定性控制,满足温室作业需求。
关键词
电动拖拉机
温室
旋耕作业
稳定性控制
前馈PID
角度预测
Keywords
electric tractor
greenhouse
rotary tillage
stability control
feedforward PID
angle prediction
分类号
S219.4 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
单侧制动式转向履带底盘自主行走局部路径规划方法
2
作者
齐泽中
周俊
叶子渭
周学剑
杨浩勇
机构
南京农业大学工学院
江苏省农机具开发应用中心
江苏省农业机械试验鉴定站
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期52-59,共8页
基金
江苏省现代农机装备与技术示范推广项目(NJ2021-36)
南京市现代农机装备与技术创新示范项目(NJ[2023]04)。
文摘
针对点动控制的单侧制动式转向履带底盘在自主行走中控制精度低、转向切换频繁的问题,提出了一种基于单侧制动转向履带底盘的三切线局部路径动态规划算法,根据履带底盘转向制动力矩不可控特性,设计了“转向-直行-转向”的局部路径规划方式。三切线局部路径动态规划算法由1条直线与2条圆弧相切组成,第1段圆弧与车辆行驶方向相切,车辆沿圆弧转向逐步偏向目标航线;第2段直线与两段圆弧相切,车辆沿直线行驶逐步靠近目标航线;第3段圆弧与目标航线相切,车辆沿圆弧转向逐步与目标航向一致。车辆通过历史移动的横向偏差和航向偏差采用加权递推平均滤波计算转弯半径,判断当前所处阶段进行调整。田间自动直线行驶试验结果表明:在横向偏差0.25m、航向偏差为0°的起始状态下,以行驶速度0.4m/s前进,在该算法下行驶的横向偏差绝对值均值和横向偏差标准差分别为0.085、0.104m,分别比bang-bang算法增加23.19%、19.54%,航向偏差绝对值均值和航向偏差标准差分别为3.31°、3.74°,分别比bang-bang算法减少25.95%、25.64%,总转向控制次数为9次,比bang-bang算法减少43.75%。三切线局部路径动态规划算法适用于单侧制动式转向履带底盘,具有更高的路径跟踪精度和较低的控制频率,满足田间作业需求。
关键词
履带底盘
单侧制动
自主行走
局部路径规划
模糊控制
Keywords
track chassis
single-side braking
autonomous walking
local path planning
fuzzy control
分类号
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
TP273 [农业科学—农业工程]
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职称材料
题名
打捆裹包机自动喷药装置的研究
3
作者
齐泽中
水冰雪
孟卫国
肖煜
汤明昊
机构
南京农业大学工学院
出处
《南方农机》
2017年第19期41-42,共2页
文摘
青贮饲料添加剂是作用于青贮饲料的一类微生物添加剂[1],通常喷施添加剂后打包存储,为了解决人工喷施不均匀,效果差的问题,设计研发了打捆裹包机自动喷药装置,实现了根据草料质量和密度自动调整喷雾量,在打捆之前进行均匀喷雾。样机实验表明机具具有喷雾均匀、喷雾量可调等特点。
关键词
打捆裹包机
青贮饲料
自动喷雾
分类号
S816.53 [农业科学—饲料科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
温室电动拖拉机旋耕稳定性时序分析与前馈PID控制方法研究
杨杭旭
周俊
齐泽中
孙晨阳
赖国梁
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
单侧制动式转向履带底盘自主行走局部路径规划方法
齐泽中
周俊
叶子渭
周学剑
杨浩勇
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
打捆裹包机自动喷药装置的研究
齐泽中
水冰雪
孟卫国
肖煜
汤明昊
《南方农机》
2017
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
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