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田间轮式追随小车系统是以完成田间农业生产任务为主要目的,其作业时置身于复杂、恶劣的田间环境内,致使其移动和精确定位控制技术变得相当复杂,至今未能得到有效解决。因此,开展田间轮式小车控制系统的研究,对提高农业生产力,改变农业生产模式、实现现代化生产等方面具有重要的现实意义。田间轮式追随小车作为一个复杂的多输入-多输出(Multiple Input MultipleOutput,MIMO)系统,如依靠直接反馈线性化(Direct Feedback Linearization,DFL)的PID等传统方法解决其解耦控制需要很大的计算量,而用线性自抗扰解耦控制器(Decoupling Linear Active Disturbance Rejection Controller,DLADRC)来解决这个问题很简单,需要的计算量不大,而且控制器具有很好的鲁棒性。自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)技术作为一种新型实用数字控制技术,它吸收了现代控制论中扩张状态观测器的思想,继承了传统PID控制方法的精髓,具有很好的控制性能。线性自抗扰控制技术(Linear Active DisturbanceRejection Control,LADRC)是自抗扰控制技术的线性化,其在保持ADRC控制性能的同时有效地解决了ADRC参数整定复杂的问题,控制器设计效率高,实用性强。本文首先通过对田间轮式追随小车系统先行车辆(母机)和追随小车(子机)的相对位置、子机运动和子机驱动电机运动进行运动学分析,建立追随小车系统的数学模型,为后续控制器设计奠定基础。其次,对已得到的追随小车系统的数学模型,进行基于DLADRC技术的控制器设计和DFL的PID控制器设计。利用MATLAB仿真软件,分别建立两种控制器所对应的仿真模型并进行无外界干扰和有外界干扰条件下的动态仿真。通过对仿真结果的超调量、过渡过程时间等控制指标的比较,得出基于DLADRC的控制器的控制效果明显优于基于DFL的PID控制器。最后,设计并加工了田间轮式追随小车的车体结构,研制了以ATmega128为核心的控制系统硬件电路,并编写了相应的软件,实现了母机、子机间的数据通讯和相对位置测量、电机驱动、控制器控制算法等功能,并最终进行了整机的实地测试,验证了DLADRC理论分析和控制器设计的有效性、优越性。