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视觉导航拖拉机自动转向控制系统研究 被引量:7
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作者 代峰燕 王书茂 +1 位作者 赵颖 张磊 《农机化研究》 北大核心 2006年第10期140-143,共4页
拖拉机的转向控制系统是实现自动驾驶的重要组成部分。为此,以铁牛654拖拉机为研究对象,进行了自动转向控制系统的研究,提出了基于简化的运动学模型模糊控制方法。将利用视觉传感器得到的方位偏差和侧向偏差作为控制器的输入,控制器可... 拖拉机的转向控制系统是实现自动驾驶的重要组成部分。为此,以铁牛654拖拉机为研究对象,进行了自动转向控制系统的研究,提出了基于简化的运动学模型模糊控制方法。将利用视觉传感器得到的方位偏差和侧向偏差作为控制器的输入,控制器可以根据输入实时输出相应的前轮转角。仿真和试验表明,该控制器有比较好的跟随性和响应性,可以较好地适应低速时拖拉机行驶的要求,为深入开展拖拉机的自动驾驶研究提供了有益尝试。 展开更多
关键词 农业工程 拖拉机自动转向控制系统 试验研究 模糊控制 视觉导航
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东方红拖拉机自动转向控制系统设计 被引量:52
2
作者 吴晓鹏 赵祚喜 +2 位作者 张智刚 陈斌 胡炼 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期1-5,共5页
以东方红-X804型拖拉机为平台,改造原拖拉机的油路,使用电控比例液压阀,并设计电控单元,组成了自动转向控制系统。简述了油路的改造与电控比例液压阀安装,电控单元的设计,包括单片机(C8051F040)、角度传感器(KMA199)以及CAN总线网络,实... 以东方红-X804型拖拉机为平台,改造原拖拉机的油路,使用电控比例液压阀,并设计电控单元,组成了自动转向控制系统。简述了油路的改造与电控比例液压阀安装,电控单元的设计,包括单片机(C8051F040)、角度传感器(KMA199)以及CAN总线网络,实现了SD卡存储系统,实时存储试验过程中的数据。试验结果表明:信号跟踪的最大误差1.1°、平均误差0.5°、平均延时为0.2 s。自动转向控制系统具有良好的响应特性,满足转向系统的性能要求。 展开更多
关键词 自动导航拖拉机 自动转向控制 电控比例液压阀 SD卡存储
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基于模糊PID控制的拖拉机遥控转向系统研究 被引量:3
3
作者 刘九庆 丁鹏 于文吉 《农机化研究》 北大核心 2025年第3期234-241,共8页
由于拖拉机实际作业环境较为恶劣,为保证驾驶员的安全,提出了一种拖拉机遥控转向系统的设计方案。首先,对拖拉机现有的液压转向系统进行了分析,并提出了遥控转向系统的结构设计和控制策略设计;然后,通过AMEsim和Simulink分别搭建了遥控... 由于拖拉机实际作业环境较为恶劣,为保证驾驶员的安全,提出了一种拖拉机遥控转向系统的设计方案。首先,对拖拉机现有的液压转向系统进行了分析,并提出了遥控转向系统的结构设计和控制策略设计;然后,通过AMEsim和Simulink分别搭建了遥控转向系统的液压部分模型和模糊PID控制器并进行了联合仿真实验。实验结果表明:设计的遥控转向系统能够实现拖拉机的转向,模糊PID控制器相对于常规PID控制器的控制效果更好,阶跃响应时间由1.49 s缩短到1.07 s,正弦跟踪响应最大误差由0.028 m缩短到0.015 m,抗干扰性也更强。 展开更多
关键词 拖拉机转向 遥控转向系统 模糊PID控制 联合仿真
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水稻插秧机自动转向控制系统设计与试验
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作者 朱晓龙 张舵 +1 位作者 迟瑞娟 郑子瑜 《农机化研究》 北大核心 2025年第11期250-257,共8页
为实现插秧机的无人驾驶作业,采用理论与试验相结合的方法提出了一种成本低廉的电动方向盘改装方案,并建立了插秧机转向系统模型,基于模糊PID算法开发了一套插秧机自动转向控制系统,并对系统进行了实车搭载和试验,试验包括原地转向试验... 为实现插秧机的无人驾驶作业,采用理论与试验相结合的方法提出了一种成本低廉的电动方向盘改装方案,并建立了插秧机转向系统模型,基于模糊PID算法开发了一套插秧机自动转向控制系统,并对系统进行了实车搭载和试验,试验包括原地转向试验和路径跟踪试验。原地转向试验结果表明,从0°~10°的调节时间为0.8 s,最大稳态误差为0.6°;从-20°~20°的调节时间为2.9 s,稳态误差为1°,插秧机在原地转向的速度和准确度能满足插秧机作业要求。路径跟踪试验结果表明,插秧机在直线跟踪时的响应时间约为0.35 s,最大误差为3.15°,最大平均误差为0.55°,系统在直线跟踪过程中的控制稳定性和控制精度均能满足插秧机的作业要求;插秧机在地头转向时,对于给定的大转向目标值(±35°),转向系统出现明显的超调,且系统的超调量和调节时间均随控制指令阶跃量的增大而增大。为提高转向系统在地头转向时的稳定性和响应速度,缓慢增加给定的目标转角,避免阶跃值的出现,研究可为插秧机无人驾驶控制系统设计提供参考。 展开更多
关键词 无人驾驶插秧机 自动转向控制 电动方向盘 模糊PID 系统仿真 水稻
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拖拉机自动转向系统容错自适应滑模控制方法 被引量:21
5
作者 贾全 张小超 +3 位作者 苑严伟 付拓 伟利国 赵博 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期76-84,共9页
为提高拖拉机自动转向系统的可靠性,该文提出了一种具有前轮转角容错检测能力的径向基函数(radial basis function,RBF)网络自适应滑模控制方法。综合考虑拖拉机姿态信息和控制输出,基于卡尔曼滤波算法推导得出拖拉机前轮转角的两个估计... 为提高拖拉机自动转向系统的可靠性,该文提出了一种具有前轮转角容错检测能力的径向基函数(radial basis function,RBF)网络自适应滑模控制方法。综合考虑拖拉机姿态信息和控制输出,基于卡尔曼滤波算法推导得出拖拉机前轮转角的两个估计值,并结合角度编码器实际测量值设计了前轮转角容错检测输出算法;以容错输出算法的输出值作为状态量,提出一种利用RBF网络进行干扰补偿的前轮角度自适应滑模控制方法,并通过仿真试验验证了算法的有效性。开展了拖拉机前轮转角容错检测和自动控制试验,结果显示:基于侧向加速度的转角预估值最大误差为2.94?,均方根误差为0.81?;基于横摆角速度的转角预估值的最大误差为1.73?,均方根误差为0.12?;当人为施加故障干扰时,算法可以提供容错的转角输出;拖拉机转向控制系统可以快速跟踪期望前轮角度且超调量较小,最大控制误差为0.21?,均方根误差为0.07?。试验结果表明,容错自适应滑模控制方法提高了自动转向控制系统的可靠性和准确性,有助于解决拖拉机前轮转角测量装置故障率高的问题。 展开更多
关键词 拖拉机 控制系统 转向 转角容错检测 RBF网络 滑模控制
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拖拉机自动驾驶转向控制系统的设计 被引量:26
6
作者 陈文良 宋正河 毛恩荣 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期57-62,共6页
介绍了一种用于拖拉机自动驾驶的电控液压动力转向系统。该系统由转向电子控制单元(ECU)、全 液压转向器、步进电机、步进电机驱动器、角位移传感器等组成。它能够根据上位机(自动驾驶控制计算机)下达 的转向指令控制转向执行机构实现... 介绍了一种用于拖拉机自动驾驶的电控液压动力转向系统。该系统由转向电子控制单元(ECU)、全 液压转向器、步进电机、步进电机驱动器、角位移传感器等组成。它能够根据上位机(自动驾驶控制计算机)下达 的转向指令控制转向执行机构实现准确的转向功能。电控液压转向系统具有转向力矩大,控制精度高,响应速 度快,节省能量等优点,可以作为自动/辅助驾驶车辆的转向执行机构。 展开更多
关键词 拖拉机 转向控制系统 油路 步进电机 控制
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以角速度为转向动作反馈的拖拉机自动导航控制系统 被引量:18
7
作者 高雷 胡静涛 +1 位作者 李逃昌 刘晓光 《农机化研究》 北大核心 2015年第3期25-29,共5页
针对传统农机导航控制系统中转向角度传感器安装麻烦、可靠性较低的缺点,采用角速度计作为拖拉机转向动作的反馈传感器,结合拖拉机加装的基于CAN总线结构的导航控制装置,设计了串级PID自动导航控制系统,内环PID控制器用于转向控制,外环... 针对传统农机导航控制系统中转向角度传感器安装麻烦、可靠性较低的缺点,采用角速度计作为拖拉机转向动作的反馈传感器,结合拖拉机加装的基于CAN总线结构的导航控制装置,设计了串级PID自动导航控制系统,内环PID控制器用于转向控制,外环PID控制器用于路径跟踪控制。由于角速度计噪声误差较大,为避免对角速度的积分运算引起误差持续累积增大,角速度计的测量数据仅直接用作内环PID控制器的反馈;外环PID控制器的控制量也设计为角速度值。因此,在以转向角为控制量的比例控制算法基础上,本文又推导、设计了以角速度为控制量的外环PID控制算法。路面实验结果表明,本文设计的以角速度为转向动作反馈的拖拉机自动导航控制系统,直线路径的稳态跟踪误差平均值约为4.1cm,误差绝对值最大为12.9cm,验证了角速度计在农机导航控制系统中应用的可行性及所提控制方法的正确性。 展开更多
关键词 拖拉机 角速度计 转向控制 自动导航 串级控制
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基于PID控制的拖拉机自动转向系统 被引量:13
8
作者 连世江 陈军 +1 位作者 贾海政 张伟华 《农机化研究》 北大核心 2009年第6期211-213,共3页
为了提高自动行驶车辆转向系统的控制性能,以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象进行拖拉机转向控制系统研究,以车辆目标前轮转角和实际转角的偏差为输入变量,设计车辆转向PID控制器,通过对转向驱动电机的控制实现拖拉机转向控制。仿真和... 为了提高自动行驶车辆转向系统的控制性能,以福田欧豹4040型拖拉机为研究对象进行拖拉机转向控制系统研究,以车辆目标前轮转角和实际转角的偏差为输入变量,设计车辆转向PID控制器,通过对转向驱动电机的控制实现拖拉机转向控制。仿真和实验结果表明,所设计的控制器具有良好的快速性和准确性,能够满足拖拉机转向控制的需求。 展开更多
关键词 拖拉机 转向控制 自动行驶 PID控制
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基于东方红-SG250拖拉机的自动转向控制系统设计 被引量:10
9
作者 赵建东 安秋 +3 位作者 姬长英 田光兆 程同 翟力欣 《江苏农业科学》 北大核心 2013年第4期349-351,共3页
以东方红SG-250型拖拉机为平台,通过比例方向阀和电控单元对拖拉机原有油路进行改造,构建了自动转向控制系统,并为该系统设计了PD控制器,以实现精准控制。通过试凑法确定了PD算法的参数,试验结果表明:自动转向控制系统能够正常工作,通... 以东方红SG-250型拖拉机为平台,通过比例方向阀和电控单元对拖拉机原有油路进行改造,构建了自动转向控制系统,并为该系统设计了PD控制器,以实现精准控制。通过试凑法确定了PD算法的参数,试验结果表明:自动转向控制系统能够正常工作,通过试凑法确定的PD参数使自动转向控制系统具有良好的响应特性,可以满足转向系统的性能要求。 展开更多
关键词 自动转向控制 比例方向阀 试凑法 拖拉机
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基于东风1204拖拉机自动导航转向控制系统设计 被引量:10
10
作者 刘雪珂 王斐 蒋林 《农机化研究》 北大核心 2017年第10期246-250,共5页
以东风1204拖拉机为原型,通过分析拖拉机自动导航与车道偏离预警系统(LDWS)的异同,以LDWS转向控制模型为基础,推导出拖拉机动力学模型。通过分析液压转向机构工作原理,制定了液压自动转向机构的改装方案,并利用Sim Hydraulics工具箱搭... 以东风1204拖拉机为原型,通过分析拖拉机自动导航与车道偏离预警系统(LDWS)的异同,以LDWS转向控制模型为基础,推导出拖拉机动力学模型。通过分析液压转向机构工作原理,制定了液压自动转向机构的改装方案,并利用Sim Hydraulics工具箱搭建了液压自动转向系统模型,且基于此转向模型设计了自动导航拖拉机液压转向系统模糊控制器,在Mat Lab/Simulink中进行仿真试验。结果表明:所设计的转向系统模糊控制器具有良好的转向跟踪精度,其最大跟踪误差小于1°,控制效果良好。 展开更多
关键词 拖拉机 自动转向 模糊控制 MATLAB
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跳汰机自动排料系统液压换向阀模糊PID控制研究
11
作者 牛超 兰小进 +1 位作者 郭照鑫 何鹏 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期937-942,共6页
针对液压换向阀频繁启停引起的跳汰机自动排料系统排料不畅问题,提出了一种跳汰机自动排料系统液压换向阀模糊PID控制方法。首先,分析跳汰机自动排料系统的工作特性,确定通过控制系统的液压换向阀能够控制床层厚度,并将床层厚度作为系... 针对液压换向阀频繁启停引起的跳汰机自动排料系统排料不畅问题,提出了一种跳汰机自动排料系统液压换向阀模糊PID控制方法。首先,分析跳汰机自动排料系统的工作特性,确定通过控制系统的液压换向阀能够控制床层厚度,并将床层厚度作为系统控制参数;其次,设计模糊PID控制器对液压换向阀展开控制;最后,利用混沌优化算法对控制器展开参数整定,确保控制器的精度。实验结果表明,该方法对液压换向阀的控制效率较高、控制效果较好。 展开更多
关键词 跳汰机自动排料系统 液压转向 模糊PID控制 混沌优化算法 参数整定
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东方红X-804拖拉机的DGPS自动导航控制系统 被引量:194
12
作者 罗锡文 张智刚 +3 位作者 赵祚喜 陈斌 胡炼 吴晓鹏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期139-145,共7页
该文在东方红X-804拖拉机上开发了基于RTK-DGPS的自动导航控制系统。系统主要包括RTK-DGPS接收机、导航控制器、转向操纵控制器、电控液压转向装置和转向轮偏角检测传感器。其中转向操纵控制器、转向轮偏角检测传感器和电控液压转向装... 该文在东方红X-804拖拉机上开发了基于RTK-DGPS的自动导航控制系统。系统主要包括RTK-DGPS接收机、导航控制器、转向操纵控制器、电控液压转向装置和转向轮偏角检测传感器。其中转向操纵控制器、转向轮偏角检测传感器和电控液压转向装置构成转向轮偏角的闭环控制回路,该回路可根据导航控制器提供的期望转向轮偏角实现偏转角的随动控制。将拖拉机运动学模型和转向操纵控制模型相结合,建立了拖拉机直线跟踪的导航控制传递函数模型,模型的输入是横向跟踪误差,输出是期望的转向轮偏角。设计了基于PID算法的导航控制器,仿真分析了系统稳定性和动态响应性能,确定了PID控制参数的较佳取值。针对东方红X-804拖拉机转弯半径大的特点,采用跨行地头转向控制方式,提出了具体的控制流程及算法。田间试验结果表明:采用所设计的DGPS自动导航控制系统,在拖拉机行进速度为0.8m/s时,直线跟踪的最大误差小于0.15m,平均跟踪误差小于0.03m,所提出的跨行地头转向控制方法对试验拖拉机具有良好的适用性。 展开更多
关键词 自动导航 控制系统 拖拉机 DGPS
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基于DSP的拖拉机电液转向控制系统 被引量:21
13
作者 何卿 高焕文 +2 位作者 李洪文 毛宁 王树东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1-5,10,共6页
针对拖拉机的全液压转向系设计了基于TMS320F2812DSP的电液转向控制系统,硬件部分包括DSP芯片及PWM电控器等接口电路,软件部分设计了带非线性补偿的PID控制算法,选用比例电磁换向阀、角位移传感器构建了试验平台,进行了算法参数确定试... 针对拖拉机的全液压转向系设计了基于TMS320F2812DSP的电液转向控制系统,硬件部分包括DSP芯片及PWM电控器等接口电路,软件部分设计了带非线性补偿的PID控制算法,选用比例电磁换向阀、角位移传感器构建了试验平台,进行了算法参数确定试验和导向信号跟踪转向试验。结果表明控制系统的转向角误差小于7%,平均滞后时间为0.15s,能为自动导向提供理论基础。 展开更多
关键词 拖拉机 转向控制系统 设计 试验
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基于DGPS与双闭环控制的拖拉机自动导航系统 被引量:40
14
作者 黎永键 赵祚喜 +2 位作者 黄培奎 关伟 吴晓鹏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期11-19,共9页
以东方红X-804型拖拉机为平台,设计了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相结合的自动导航系统,研究提高农业机械导航控制精度的方法。阐述了导航系统整体设计方案,以RTK-DGPS和AHRS500GA分别提供位置信息和辅助修正信息实现准确定位... 以东方红X-804型拖拉机为平台,设计了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相结合的自动导航系统,研究提高农业机械导航控制精度的方法。阐述了导航系统整体设计方案,以RTK-DGPS和AHRS500GA分别提供位置信息和辅助修正信息实现准确定位,以电控液压转向系统实现转向控制。分析了整体控制的策略,建立了路径跟踪的传递函数模型,阐述了双闭环转向控制算法的建立过程,以及控制器的硬件实现。试验结果表明:GPS定位数据经过校正后,平均偏差降低至0.031 m;双闭环控制算法提高了自动转向系统性能,稳态时方波信号以及正弦波信号的跟踪误差平均值为0.40°;在拖拉机田间作业跟踪过程中,路径跟踪误差平均值不超过0.019 m,转向轮偏角跟踪误差平均值为0.43°,标准差不超过0.041 m。 展开更多
关键词 拖拉机 自动导航 转向系统 跟踪误差 载波相位差分全球定位系统 双闭环控制
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山地拖拉机车身自动调平控制系统的设计 被引量:37
15
作者 王涛 杨福增 王元杰 《农机化研究》 北大核心 2014年第7期232-235,244,共5页
所设计的车身自动调平控制系统主要由单片机STC89C52、单轴倾角传感器和限位开关组成,通过单片机处理倾角传感器和限位开关的信号,做出调平决策,然后通过控制液压缸缸体的运动使山地拖拉机在工作过程中可以实现车身自动调平。该车身自... 所设计的车身自动调平控制系统主要由单片机STC89C52、单轴倾角传感器和限位开关组成,通过单片机处理倾角传感器和限位开关的信号,做出调平决策,然后通过控制液压缸缸体的运动使山地拖拉机在工作过程中可以实现车身自动调平。该车身自动调平控制系统可以使山地拖拉机满足在丘陵山区的工作要求。 展开更多
关键词 山地拖拉机 自动调平 控制系统
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基于电液伺服及反馈系统的拖拉机转向控制研究 被引量:3
16
作者 魏延富 高焕文 李洪文 《农机化研究》 北大核心 2006年第2期67-69,共3页
现代农业的发展趋势是精准农业,这也是世界各国着力研究的重点。在精准农业中,农用拖拉机的自主行走是精准农业发展的关键,农业拖拉机自动导向的应用机会越来越多。近年来,精准农业技术的发展需要高效率的自动化和安全性,农用拖拉机的... 现代农业的发展趋势是精准农业,这也是世界各国着力研究的重点。在精准农业中,农用拖拉机的自主行走是精准农业发展的关键,农业拖拉机自动导向的应用机会越来越多。近年来,精准农业技术的发展需要高效率的自动化和安全性,农用拖拉机的自动转向控制研究有了生产上和社会上的需求。因此,为了解决拖拉机在田间的自主行走问题,设计了一种基于电液伺服系统及反馈控制的自动行走拖拉机的转向控制装置。 展开更多
关键词 农业工程 拖拉机转向控制 设计 自动行走 电液伺服系统
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拖拉机电-液悬挂系统耕深自动控制的研究 被引量:7
17
作者 刘义 高翔 +1 位作者 王寅晓 沈泽方 《机床与液压》 北大核心 2012年第1期51-53,共3页
介绍拖拉机电-液悬挂系统的结构及工作原理,建立该系统数学模型,并对该液压悬挂耕深自动控制系统进行了位置控制、牵引力控制和力位综合控制的试验研究,实现了拖拉机电控液压悬挂系统的耕深自动控制。
关键词 拖拉机 电-液悬挂系统 耕深自动控制
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拖拉机自动转向操纵控制器试验与仿真研究 被引量:3
18
作者 任玲 张长龙 +1 位作者 尤文宽 葛庆稳 《农机化研究》 北大核心 2016年第4期243-246 250,共5页
转向操纵控制器执行效果的优劣决定了导航车辆工作的准确性和稳定性。为此,以开展试验测试和仿真研究的方法,对现有的转向控制平台进行试验测试,开发了双通道系数测定试验、比例系数测定试验和微分系数测定试验,目的是从软件的角度提升... 转向操纵控制器执行效果的优劣决定了导航车辆工作的准确性和稳定性。为此,以开展试验测试和仿真研究的方法,对现有的转向控制平台进行试验测试,开发了双通道系数测定试验、比例系数测定试验和微分系数测定试验,目的是从软件的角度提升整个控制器的性能。同时,针对系统的被控对象进行建模,建立步进电机非线性SIMULINK仿真模型,并在此基础上提出了模糊PID控制器的构建思路,实现了步进电机模糊PID仿真。该研究为提高导航操纵控制器精度提供了思路。 展开更多
关键词 拖拉机 自动转向 控制 仿真
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现代大功率拖拉机自动换挡控制系统 被引量:1
19
作者 田全忠 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2001年第3期3-4,7,共3页
介绍了现代大功率拖拉机自动换挡控制系统的基本原理和方法 ,主要传感器的结构、传感技术及电液一体化控制技术 。
关键词 拖拉机 控制系统 自动换挡 传感器 传感技术 机电液一体化
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国内农用拖拉机自动转向系统研究现状 被引量:4
20
作者 黄春香 陆凤祥 《农业技术与装备》 2020年第3期34-35,共2页
作为精准农业的重要组成部分,农用拖拉机自动转向系统的研究也越来越多。通过对相关文献进行梳理和分析,分别从自动转向系统的两个组成部分(自动转向执行机构和自动转向控制系统)阐述国内农用拖拉机自动转向系统的研究成果,为设计合理... 作为精准农业的重要组成部分,农用拖拉机自动转向系统的研究也越来越多。通过对相关文献进行梳理和分析,分别从自动转向系统的两个组成部分(自动转向执行机构和自动转向控制系统)阐述国内农用拖拉机自动转向系统的研究成果,为设计合理的自动转向执行机构和稳定准确的自动转向控制系统提供建议和参考。 展开更多
关键词 农用拖拉机 自动转向 执行机构 控制算法
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