基于领航-跟随结构的大型喷灌机协同导航控制方法

来源：农业工程学报杂志2022年第12期北京时间：

作者：孟令刚,范松涛,周燕,

摘要：针对传统圆形喷灌机、平移喷灌机存在的作业区域单一、对地块适应性差的问题，结合喷灌机圆平一体协同导航作业需求，该研究提出了一种基于领航-跟随结构的大型喷灌机协同导航控制方法。在喷灌机运动学模型的基础上，结合链式控制理论和多塔车比例积分(PI，Proportion Integration)级联控制结构，设计了主塔车路径跟踪控制律和子塔车协同跟随控制律。通过Matlab/Simulink 仿真验证了控制方法的可靠性，并以自行研制的喷灌机为载体进行田间验证试验。田间试验结果表明，平移作业模式时，主塔车平均横向偏差小于2.5 cm，主塔车航向偏差小于0.51°，子塔车平均同步偏差小于4 cm；圆形作业模式时，子塔车平均同步偏差小于5 cm。该研究提出的协同导航控制方法和参数适用于平移和圆形2种作业模式，且速度适应性较好，控制精度满足大型喷灌机协同导航喷灌作业需求，解决了传统喷灌机作业模式单一的问题，且为非规则田块的喷灌机导航控制提供技术支撑。

关键词：控制, 导航, 大型喷灌机, 领航-跟随结构, 链式控制, 级联