农业轮式机器人底盘转向运动控制及试验

来源：中国农机化学报杂志2023年第5期北京时间：

作者：瞿济伟, 李鸿基, 张瑞宏, 郭康权, 丁钰洲, 汪斌

单位：1. 扬州大学机械工程学院，江苏扬州，225000；2. 西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西咸阳，712100

摘要：针对农业轮式机器人各转向轮协调控制问题，提出一种转向运动控制方法。基于轮毂电机驱动的四轮独立转向机器人底盘结构，采用PID控制方法，构建轮间跟随联动的转向协调控制策略；设计轮式机器人转向控制的硬件与软件系统，对PID控制参数进行整定；并进行样机台架试验及路面验证试验。结果表明：该方法能精准控制轮毂电机转速，最佳PI控制参数Kp为0.45，Ki为0.02；台架试验中，底盘启动时存在1°~3°转向误差，但随时间推移，各轮逐渐吻合阿克曼转向关系；路面试验中，转向角可随目标信号实时调整，保持阿克曼转向关系，转角误差2°~3°，转向时间小于3 s，满足本文轮式机器人的作业要求。

关键词：轮式机器人,四轮独立转向,控制策略,PID参数整定

基金资助：江苏省农业科技自主创新资金（CX（21）3153）；江苏省自然科学基金（BK20210823）；江苏省现代农机装备与技术示范推广项目（NJ2021—16）;扬州大学大学生科技创新基金（X20220305）