研究生開題報(bào)告--棉花作業(yè)機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究-文庫(kù)吧
2025-01-04 00:49 本頁(yè)面
【正文】 有行人突然出現(xiàn)時(shí)會(huì)通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向避免碰撞的功能，并對(duì)新開發(fā)的功能進(jìn)行了兩項(xiàng)演示，一項(xiàng)是從汽車旁邊突然出現(xiàn)行人時(shí)的演示，另一項(xiàng)是當(dāng)前方車輛停止剎車也來(lái)不及避免碰撞時(shí)的演示。兩種場(chǎng)景均通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)向避開了障礙物，然后再自動(dòng)打回方向盤恢復(fù)直行狀態(tài)【7】。Volvo也宣布預(yù)計(jì)在2014年推出全自動(dòng)駕駛車輛S60，目前實(shí)車正在測(cè)試當(dāng)中，這個(gè)系統(tǒng)可以讓汽車以50km/h以下的速度自動(dòng)跟隨前方車輛行駛，S60的方向盤隨之自動(dòng)轉(zhuǎn)向【8】【9】。3. 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)問(wèn)題關(guān)系是到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的根本問(wèn)題，所以對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展投入研究成為時(shí)代之趨。隨著自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究也越來(lái)越多，越來(lái)越趨于成熟。在國(guó)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(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等高校對(duì)自動(dòng)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?cè)械霓D(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(dòng)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(duì)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)駕駛的運(yùn)動(dòng)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(duì)精度的影響，并對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 m／s的直線跟蹤實(shí)驗(yàn)中，平均偏差為0．0942 m，曲線跟蹤實(shí)驗(yàn)中， m?？梢钥闯?，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)直線跟蹤時(shí)精度比較好，但是曲線跟蹤時(shí)精度較差【10】。其轉(zhuǎn)向方案實(shí)體圖及效果圖如圖2所示。圖2 轉(zhuǎn)向方案實(shí)體圖及效果圖沈陽(yáng)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(tái)，在保證現(xiàn)有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可用性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了由離合軸、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、U型螺栓、轉(zhuǎn)向輔助裝置、步進(jìn)動(dòng)電機(jī)等組成的一種遙控自動(dòng)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(hào)采集、接收器信號(hào)接收、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制的控制器。在平地上進(jìn)行了直線跟蹤實(shí)驗(yàn)。但是考慮到實(shí)際作業(yè)環(huán)境中路面比較顛簸，偏差也會(huì)相應(yīng)加大，另外這種方式也還存在直線跟蹤時(shí)無(wú)法自動(dòng)糾正航向角的缺點(diǎn)【11】。圖3 轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖該類系統(tǒng)不需要對(duì)拖拉機(jī)進(jìn)行油路的改造，改裝簡(jiǎn)單、成本低廉。但是它對(duì)摩擦裝置的要求較高；自動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)方向盤始終轉(zhuǎn)動(dòng)，比較適合無(wú)人駕駛的情況，若有駕駛員在的話，會(huì)帶來(lái)很大的不便。 液壓閥實(shí)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(shí)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(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(duì)拖拉機(jī)的線性液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，提出了用電液比例閥實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向控制，并采用模糊控制實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)角的閉環(huán)控制，并用Matlab/Simulink 對(duì)整個(gè)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(duì)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(gè)空間實(shí)際上比較狹小，油路布置非常困難的問(wèn)題，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了改造，在已有的電控液壓動(dòng)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(duì)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(yàn)，試驗(yàn)證明，該系統(tǒng)繼承了全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)，同時(shí)又具有實(shí)時(shí)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(duì)象，采用電液比例換向閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向，并使用三通壓力補(bǔ)償器對(duì)比例閥進(jìn)出口的壓力進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少壓力對(duì)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(wèn)題。最后利用Matlab軟件得到了所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向特性曲線，該系統(tǒng)實(shí)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(tái)，改造原拖拉機(jī)的油路，使用電控比例液壓閥，并設(shè)計(jì)電控單元，選用C8051F040單片機(jī)作為控制器，組成了自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，試驗(yàn)結(jié)果表明：176。、176。、 s【15】。
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