研究生開題報(bào)告--棉花作業(yè)機(jī)自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究(已修改)
2025-01-31 00:49 本頁面
【正文】 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生論文開題報(bào)告 所在院系 工 學(xué) 院 專 業(yè) 車輛工程 學(xué)生姓名 入學(xué)時(shí)間 2012年9月 導(dǎo)師姓名 課題名稱 棉花作業(yè)機(jī)自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生院制填表時(shí)間 2013年 4 月 25 日一、 立論依據(jù)（以下各項(xiàng)均可加頁）（包括課題的研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析，附主要的參考文獻(xiàn)）1. 課題研究意義自動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航與無人駕駛的關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)在農(nóng)田作業(yè)大多都是幾十畝的大面積行間作業(yè)，這種行間作業(yè)要求拖拉機(jī)駕駛員在操縱行駛的過程中，要嚴(yán)格保證播種機(jī)作業(yè)軌跡與作物行平行。因此駕駛員必須技術(shù)熟練，精神集中，這就使駕駛員很容易疲勞，從而導(dǎo)致作業(yè)精度下降，嚴(yán)重者可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。即使是最好的農(nóng)機(jī)手在進(jìn)行田間耕作時(shí)所能達(dá)到的精度也只有10cm，若再經(jīng)過一天的勞作后，精度會大大降低。而自動駕駛拖拉機(jī)可以使精度達(dá)到3cm，從而避免重復(fù)耕作【1】。另外，人工轉(zhuǎn)向收割機(jī)使作業(yè)人員無暇顧及作物生長狀況及車輛本身的狀況，不能在最佳時(shí)機(jī)對農(nóng)作物進(jìn)行施肥和灌溉。本課題旨在設(shè)計(jì)一款高精度的自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用來提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)精度，降低駕駛員勞動強(qiáng)度，使作業(yè)機(jī)器更好地按指定路徑行走，并使得作業(yè)人員在作業(yè)過程中能對作物生長狀況及車輛本身狀況進(jìn)行觀察，實(shí)時(shí)掌握作物的生長狀況。從農(nóng)業(yè)發(fā)展角度來看，自動導(dǎo)航系統(tǒng)在棉花播種、基肥撒施、中耕、施藥和收獲中具有非常廣闊的發(fā)展前景。2. 國外研究現(xiàn)狀分析早在20世紀(jì)70年代后期，隨著工業(yè)機(jī)器的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)器人也開始步入研究。20世紀(jì)90年代以來，“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)”的研究與應(yīng)用在發(fā)達(dá)國家受到了普遍的重視，已被國際農(nóng)業(yè)科技界認(rèn)為是21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的先導(dǎo)技術(shù)【2】。每一款自動導(dǎo)航農(nóng)業(yè)機(jī)器和無人駕駛車輛都包含著自動轉(zhuǎn)向技術(shù)。要想保證農(nóng)業(yè)車輛自動導(dǎo)航和無人駕駛的精度就必須先保證自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的精度?，F(xiàn)在國外自動導(dǎo)航技術(shù)和無人駕駛技術(shù)已經(jīng)非常成熟，由此可見國外的自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究也已經(jīng)非常成熟。. Van Zuydam設(shè)計(jì)了拖拉機(jī)的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，為駕駛者提供轉(zhuǎn)向協(xié)助，并用拖拉機(jī)進(jìn)行了田間測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：曲線跟蹤的最大橫向偏差是12cm，直線跟蹤的平均偏差為2cm。另外，他還用大型車輛在水泥路上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，用一個(gè)電動側(cè)移執(zhí)行器在地上畫出粉筆線用來表示農(nóng)具實(shí)際行駛的軌跡。實(shí)驗(yàn)證明，平均偏差為1cm【3】。H. Qiu和Q. Zhang等設(shè)置了一個(gè)電液轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，此HIL仿真器由一個(gè)計(jì)算機(jī)仿真與控制、多功能I / O的PCI數(shù)據(jù)采集卡與A / D及D / A轉(zhuǎn)換器、一個(gè)傳感器和控制器的I / O設(shè)備、一個(gè)PWM電液閥驅(qū)動器、E / H轉(zhuǎn)向控制閥、液壓轉(zhuǎn)向助力油缸和液壓動力單元組成。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1，并將此仿真器安裝在農(nóng)用車上進(jìn)行測試，在正弦曲線跟蹤試驗(yàn)中，176。，176?！?】。圖1 電液轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖在國外，像Volvo、John Deere、NEW HOLLAND等許多汽車廠家也紛紛對自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了研究。約翰迪爾iSteer是一個(gè)智能農(nóng)具轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它應(yīng)用液壓輸出閥自動轉(zhuǎn)向，控制農(nóng)具方向，使其沿所需軌跡運(yùn)動。iSteer系統(tǒng)確定拖拉機(jī)行駛的AB行導(dǎo)向軌跡，并控制農(nóng)具沿該軌跡運(yùn)動【5】。在2011英國防務(wù)展上，英國著名的越野車制造廠商約翰迪爾公司和波音英國分公司共同發(fā)布了一款由兩家公司合作研制的新式無人運(yùn)輸車。這款被稱為RGator A3 Assisted Carriage System ACS輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的無人運(yùn)輸車是在約翰迪爾公司的RGator無人多用途車基礎(chǔ)上研制的。它擁有全天候自動駕駛能力，但仍保留手動操縱系統(tǒng)【6】。2012年10月17日日產(chǎn)汽車宣布，開發(fā)出了一種利用多個(gè)傳感器檢測車輛周圍的障礙物，每當(dāng)
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