設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng)研究.pdf

1、設(shè)施農(nóng)用機(jī)械的自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的運(yùn)用，讓移動(dòng)機(jī)器人代替農(nóng)民進(jìn)行單調(diào)乏味的田間作業(yè)，可以有效提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)效率、作業(yè)精度以及使用安全性，同時(shí)也能夠減少人力、物力和財(cái)力。農(nóng)用機(jī)械的自動(dòng)導(dǎo)航控制系統(tǒng)的原理是在完全沒(méi)有人參與的情況下，通過(guò)安裝在農(nóng)用機(jī)械上的傳感器，感知周圍環(huán)境的信息，由事先給定的目標(biāo)路徑，通過(guò)導(dǎo)航控制器決策，控制農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)跟蹤目標(biāo)路徑。本文選用基于ZigBee技術(shù)的導(dǎo)航定位方法，分別對(duì)ZigBee導(dǎo)航定位和路徑跟蹤控制方法及轉(zhuǎn)

2、向控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真及試驗(yàn)研究。本文主要做了以下研究：
　　(1)對(duì) ZigBee的測(cè)距原理以及誤差進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了一階濾波器對(duì) RSSI信號(hào)做靜態(tài)濾波以及異常點(diǎn)剔除處理；通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取真實(shí)環(huán)境下的RSSI信號(hào)的路徑衰減模型(RSSI和距離的映射關(guān)系)，并通過(guò)卡爾曼濾波器對(duì)距離量進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)估，得到距離的最優(yōu)估計(jì)值。
　　(2)分析了基于測(cè)距的定位方式，最終選擇了通過(guò)兩個(gè)基節(jié)點(diǎn)的兩邊測(cè)量法來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。根據(jù)兩邊測(cè)量法的原理，設(shè)計(jì)

3、了合適的坐標(biāo)定位的計(jì)算方法以及基節(jié)點(diǎn)在平面二維空間中的布局方案。最后提出了冗余定位的方案，以及兩組定位坐標(biāo)融合的方法，從而進(jìn)一步提高了定位精度。
　　(3)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于PID的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，并通過(guò)轉(zhuǎn)向臺(tái)架，整定了PID參數(shù)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獲得了較好的轉(zhuǎn)向跟隨性能。建立了基于模糊理論的路徑跟蹤控制器，以定位坐標(biāo)和航向角為控制器的輸入變量，前輪轉(zhuǎn)角的修正量為控制器的輸出變量。并在Matlab環(huán)境中通過(guò)編寫(xiě)M腳本文件對(duì)其進(jìn)行研究與仿真分析，