【摘 要】
：
高地隙喷雾机因喷雾效率高、适用性广等特点,在植保装备领域中占有重要地位。新型四轮独立电驱动高地隙喷雾机具有对称的前后桥转向结构,此类喷雾机转向模型具有强耦合、非线性的特点,采用有效的控制算法可以大大提高喷雾机的适用性和稳定性。本文针对高地隙喷雾机转向时前后桥转角的协调控制问题,研究一种高地隙喷雾机四轮独立驱动（Four Wheel Independent Drive,4WID）转向控制算法,采用模
论文部分内容阅读
高地隙喷雾机因喷雾效率高、适用性广等特点,在植保装备领域中占有重要地位。新型四轮独立电驱动高地隙喷雾机具有对称的前后桥转向结构,此类喷雾机转向模型具有强耦合、非线性的特点,采用有效的控制算法可以大大提高喷雾机的适用性和稳定性。本文针对高地隙喷雾机转向时前后桥转角的协调控制问题,研究一种高地隙喷雾机四轮独立驱动（Four Wheel Independent Drive,4WID）转向控制算法,采用模型预测控制器（Model Predictive Control,MPC）对喷雾机的动力学转向模型进行多变量优化控制,实现4WID喷雾机的四轮协调转向控制。主要研究如下:（1）基于4WID喷雾机底盘的转向原理建立基于轮速的转向模型,通过协调四轮的轮速差控制前后桥转角一致,使喷雾机同侧车轮压痕重合,减少对农作物造成的倾轧损伤。分析四轮轮速变化对喷雾机速度、航向角和前后桥转角的影响。在MATLAB中基于喷雾机运动学模型进行轨迹跟踪仿真,获取多组喷雾机在不同转向半径下的运动参数。（2）针对传统喷雾机运动学模型强耦合、非线性的特点,建立一种基于直接横摆力矩控制（Direct Yaw Control,DYC）和牛顿刚体力学的喷雾机动力学模型。通过分析前后桥转角与驱动轮扭力的关系建立电机驱动电压和转向桥转角的微分方程,结合DYC分析喷雾机二自由度简化模型得到协调控制前后桥转角的横摆力矩方程,对以上方程进行线性优化得到喷雾机动力学模型。（3）针对喷雾机动力学模型提出一种MPC算法,控制喷雾机四轮驱动电压实现转向功能。试验设定较大的转向半径为9.1m,前后转向桥转角均为5°,喷雾机速度为1m/s,结果显示喷雾机转向半径误差小于0.05m,前后转向桥转角稳态时为4.79°;设定较小的转向半径为1.5m,前后转向桥转角均为30°,喷雾机的速度为0.5m/s,结果显示喷雾机转向半径误差小于0.1m,稳态时前转向桥转角为29.37°,后转向桥转角为29.3°。试验结果表明,基于动力学模型的MPC控制算法对喷雾机的转向运动有较好的控制作用。
其他文献
随着以5G移动蜂窝网络为代表的通信技术不断发展进步,在高速可靠的信息技术向传统产业延伸的过程中,以车联网（Internet of Vehicles,IoV）为支撑的智能交通系统（Intelligent Transportation Systems,ITS）成为了当前汽车和交通产业的研究热点。通过交通系统内的实时数据交互和网络接入,IoV能够提供面向用户的各类安全应用和辅助服务。为了不断提升IoV通
信息通信技术的快速发展,有力支撑了电力行业数字化转型与业务创新。其中,对于通信接入网而言,存在智能业务终端规模巨大、地域分布广泛、通信技术体制多样、应用场景复杂等问题,导致终端通信接入网规划难度大、选择单一通信技术建设网络无法满足业务差异化通信需求等问题,制约了相关电力业务的发展。鉴于此,需进一步针对配用电侧不同类型接入网技术开展适配性研究,为电网新型业务与传统业务共同发展下,接入网快速、灵活、高
近年来随着增材制造技术的发展,点阵超材料日益受到国内外工业界和学术界的重视。本文针对两种由曲杆组成的弯曲主导型周期性点阵超材料（Bending-dominant periodic Lattice）BDPL（A）和BDPL（B）进行了研究。采用数值模拟和实验分析,研究了BDPL（A）的屈曲与屈服行为,以及两种BDPL在准静态和动态加载下的能量吸收情况,揭示此类BDPL特殊的力学性能,并且讨论了这些新
随着云计算、物联网等技术的飞速发展,我国的农业生产也逐步进入智慧农业的阶段。传统联合收获机在田间作业时完全依赖驾驶员的操作经验,在繁忙的收获季节,复杂的田间状况以及高强度、长时间的作业易使驾驶员产生疲劳,出现速度控制不当的情况,进而导致喂入量不正常引起滚筒堵塞,大大降低了收获效率,甚至错过最佳的收获时间。已有的作业速度控制装置主要采用滚筒转速等已发生的事件建立控制模型,存在较高的延迟滞后问题,因此
果树病虫害防治、施药是果园管理的重要环节,传统果园施药多采用人工作业,存在作业强度大、效率低的问题。现有自主导航农用施药机多是基于大型拖拉机进行改进,不适用于行间距小、冠幅大的密植果园环境,同时复杂的野外环境对导航定位的精度和可靠性也提出了更高的要求。为了提高果园施药机械导航的精度和可靠性,本文研究了无人喷雾车导航控制系统,基于RANSAC算法改进了传感器外参标定方法,建立了传感器因子模型,研究了
近年来,随着化石燃料的日益消耗,能源稀缺和环境污染问题日趋严重,现代社会迫切需要发展可再生的清洁能源以维持长期稳定发展。目前,包括氢能、太阳能、风能在内的各种清洁能源得到了广泛关注和研究。其中,氢能因具有热值高、能量密度高、无污染等特点被视为最有前景的替代能源之一。在制备氢气的各种方法中,以清洁能源驱动的电解水制氢因具有氢气纯度高、能耗低等特点受到了国内外研究者的高度关注。电解水制氢时,需要高效的
我国的茶文化底蕴深厚,茶叶不仅作为一种经济作物,同时也逐渐成为我国核心文化竞争力之一。茶叶的保健功效也逐渐得到了各种科学论证,随着人们对茶叶具有保健功效的观念逐渐深入,茶叶的产量逐年上升。目前对茶叶等级的标准化问题还很模糊,实现对茶叶产地、品种和等级的精确分类一直是学者所探讨的热点。为解决上述问题,本研究基于电子鼻技术和近红外光谱技术,结合了一系列的仿生智能算法和信息融合技术,建立相关的茶叶等级分
隧穿氧钝化接触（TOPCon）技术被广泛认为是下一代产业化高效晶硅太阳能电池的主要解决方案。其由硅衬底、超薄隧穿氧化硅和掺杂多晶硅组成。掺杂多晶硅薄膜作为TOPCon结构中起场钝化作用的功能层,通常采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）制备原位掺杂非晶硅薄膜,随后进行高温退火晶化制备。无论在实验室还是工业生产中,常规高温管式炉退火（800-1100℃）是一种标准的退火处理工艺,通常可以获得非常
莲藕是我国一种常见的水生根茎类蔬菜,因其爽脆的口感和丰富的营养倍受消费者喜爱;然而目前莲藕多以鲜食为主,加工消费量在总市场规模中占比极低。将莲藕进行鲜切加工后再制成即食性零售食品是一种极佳的生产销售方式,目前生产中通常将漂烫作为加工藕片的预处理方法,虽然一定程度上能够达到初步熟化和增强传质等目的,但也存在能耗高、效率低等问题,严重限制了莲藕产业的扩大发展,未能充分发挥这类农产品在乡村振兴中的重要价
近年来,非线性偏微分方程组中规范解的存在性问题已成为广大学者关注的热点。本文利用变分方法,对于一类具有二次增长的椭圆型方程组,研究其规范解的存在性。该类非线性椭圆型方程组与等离子体中拉曼放大的物理过程有关,该过程广泛应用于物理学、电磁学和量子力学等科学领域。第一部分研究了一类耦合椭圆型方程组在L~2-次临界情形下（N≤3）正规范解的存在性。首先,将方程组解的存在性问题转化为对应能量泛函极小值点的存