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双电机履带式水稻收获机底盘自动导航系统设计与试验

2022-03-15分类号:S225.4

【作者】王伟康  罗承铭  张国忠  付建伟  董昭  季超  赵状状  
【部门】华中农业大学工学院  农业农村部长江中下游农业装备重点实验室  
【摘要】针对人工操作履带式收获机进行再生稻头季收获碾压率高、对行稳定性差,以及现有电动履带式机械大田作业精度低等问题,设计一套双电机履带式底盘自动导航系统并进行了试验验证。以自主设计的用于水稻收获的双电机履带式底盘为基础,基于田间滑移模型推导了底盘转向半径与两侧驱动电机转速关系,并设计了自动导航模糊控制器。采用双天线RTK-GNSS获取双电机履带式底盘的实时位置和航向角信息,由自动导航系统的横向模糊纠偏控制器和两侧电机转速PID控制器实时控制两侧电机转速,实现作业路径自动跟踪。路面试验结果显示:双电机履带式底盘水稻收获机行驶速度为0.6、1.0 m/s时,自动导航系统的平均横向偏差分别为0.015、0.021 m。田间试验显示:双电机履带式底盘水稻收获机行驶速度为0.6 m/s时,自动导航系统的平均横向偏差为0.050 m。研究结果表明,相较于使用电控液压转向改装的导航系统,本导航系统控制量精准、响应速度快,跟踪误差小,可用于再生稻头季机收对行作业以降低碾压率。
【关键词】再生稻  收获机械  自动导航  双电机履带式底盘  模糊控制  精准作业  田间路径追踪
【基金】中央高校基本科研业务费专项(2662019QD001);; 国家特色蔬菜产业技术体系专项(CARS-24-D-02);; 湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T201934)
【所属期刊栏目】华中农业大学学报(自然科学版)
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