研究生開題報告--棉花作業(yè)機(jī)自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究-文庫吧
2025-01-04 00:49 本頁面
【正文】 有行人突然出現(xiàn)時會通過自動轉(zhuǎn)向避免碰撞的功能，并對新開發(fā)的功能進(jìn)行了兩項演示，一項是從汽車旁邊突然出現(xiàn)行人時的演示，另一項是當(dāng)前方車輛停止剎車也來不及避免碰撞時的演示。兩種場景均通過自動轉(zhuǎn)向避開了障礙物，然后再自動打回方向盤恢復(fù)直行狀態(tài)【7】。Volvo也宣布預(yù)計在2014年推出全自動駕駛車輛S60，目前實車正在測試當(dāng)中，這個系統(tǒng)可以讓汽車以50km/h以下的速度自動跟隨前方車輛行駛，S60的方向盤隨之自動轉(zhuǎn)向【8】【9】。3. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)問題關(guān)系是到經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的根本問題，所以對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展投入研究成為時代之趨。隨著自動導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究也越來越多，越來越趨于成熟。在國內(nèi)，石河子大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林大學(xué)以及中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等高校對自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了研究，這些研究主要分為四類：方向盤上加摩擦裝置、液壓閥類、全液壓轉(zhuǎn)向器類以及電液助力轉(zhuǎn)向類。 方向盤上加摩擦裝置在不改變原有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，模擬人的操作，直接在方向盤上或者方向盤轉(zhuǎn)軸上加上摩擦裝置，并用電動機(jī)控制轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)速。這方面研究較多，石河子大學(xué)的李軍，馬蓉在2012年對自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究方案進(jìn)行詳細(xì)了論證，提出了由步進(jìn)電機(jī)輸出軸固定摩擦裝置，驅(qū)動拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，建立了拖拉機(jī)自動駕駛的運(yùn)動學(xué)模型，討論基于模型的最優(yōu)控制理論算法，研究參數(shù)在控制中對精度的影響，并對設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行了實驗。 m／s的直線跟蹤實驗中，平均偏差為0．0942 m，曲線跟蹤實驗中， m。可以看出，所設(shè)計的系統(tǒng)直線跟蹤時精度比較好，但是曲線跟蹤時精度較差【10】。其轉(zhuǎn)向方案實體圖及效果圖如圖2所示。圖2 轉(zhuǎn)向方案實體圖及效果圖沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)的任文濤在2012年以久保田NSD8型插秧機(jī)為研究平臺，在保證現(xiàn)有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可用性的基礎(chǔ)上，設(shè)計了由離合軸、鏈傳動機(jī)構(gòu)、U型螺栓、轉(zhuǎn)向輔助裝置、步進(jìn)動電機(jī)等組成的一種遙控自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，圖3為液壓轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)。并用AT89S52單片機(jī)為整體遙控、控制系統(tǒng)信號采集、接收器信號接收、自動轉(zhuǎn)向控制的控制器。在平地上進(jìn)行了直線跟蹤實驗。但是考慮到實際作業(yè)環(huán)境中路面比較顛簸，偏差也會相應(yīng)加大，另外這種方式也還存在直線跟蹤時無法自動糾正航向角的缺點(diǎn)【11】。圖3 轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡圖該類系統(tǒng)不需要對拖拉機(jī)進(jìn)行油路的改造，改裝簡單、成本低廉。但是它對摩擦裝置的要求較高；自動轉(zhuǎn)向時方向盤始終轉(zhuǎn)動，比較適合無人駕駛的情況，若有駕駛員在的話，會帶來很大的不便。 液壓閥實現(xiàn)以電液比例閥為主要控制元件的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，比例閥是實現(xiàn)元件和系統(tǒng)被控制量與控制量之間線性關(guān)系的技術(shù)手段。依靠這一手段保證輸出量大小按比例隨著輸入量而變化。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)在自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計這方面進(jìn)行了多年的研究，并取得了一定的成果。常江雪等在2012年對拖拉機(jī)的線性液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計，提出了用電液比例閥實現(xiàn)轉(zhuǎn)向控制，并采用模糊控制實現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)角的閉環(huán)控制，并用Matlab/Simulink 對整個系統(tǒng)進(jìn)行仿真，獲得了油缸位移的響應(yīng)曲線【12】。田豐年等人針對傳統(tǒng)的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要將油路通到轉(zhuǎn)向盤下面的轉(zhuǎn)向器中，而這個空間實際上比較狹小，油路布置非常困難的問題，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行了改造，在已有的電控液壓動力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了聯(lián)合控制電機(jī)和電磁閥的控制策略，并采用基于PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對系統(tǒng)進(jìn)行控制，采用Matlab與AMEsim 軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真試驗，試驗證明，該系統(tǒng)繼承了全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)，同時又具有實時響應(yīng)快，轉(zhuǎn)向舒適度高等特點(diǎn)【13】。王慶等在2010年以東風(fēng)604型拖拉機(jī)為研究對象，采用電液比例換向閥實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)向，并使用三通壓力補(bǔ)償器對比例閥進(jìn)出口的壓力進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少壓力對比例閥線性度的影響。將原有系統(tǒng)的單出桿單作用液壓缸改成雙出桿雙作用液壓缸，從而解決了拖拉機(jī)左右轉(zhuǎn)向一致性差的問題。最后利用Matlab軟件得到了所設(shè)計的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向特性曲線，該系統(tǒng)實現(xiàn)了全液壓轉(zhuǎn)向器的功能【14】。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)吳曉鵬等2009年以東方紅X804型拖拉機(jī)為平臺，改造原拖拉機(jī)的油路，使用電控比例液壓閥，并設(shè)計電控單元，選用C8051F040單片機(jī)作為控制器，組成了自動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，試驗結(jié)果表明：176。、176。、 s【15】。
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