农用轮式机器人转向系统半实物仿真试验台设计与试验

来源：中国农机化学报杂志2021年第5期北京时间：

作者：司博文;薛新宇;崔龙飞;

单位：农业农村部南京农业机械化研究所;安徽农业大学工学院;

摘要：农田作业环境复杂,影响农业机器人作业精度和效率,稳定的转向系统控制器和控制算法至关重要。传统控制器和算法的开发过度依赖于田间试验、研发周期长、干扰因素多,因此建立转向系统半实物仿真平台,其主要包括转向闭环控制系统、力矩闭环控制系统、输入输出模块以及基于Windows+RTX的实时系统。对转向闭环系统进行建模,采用基于前馈补偿的复合控制算法,并在Matlab/Simulink中对建立的模型和算法进行仿真验证。将前馈补偿复合算法与未加补偿的算法进行试验对比,仿真结果表明,最大绝对误差减小72.3%。进一步进行试验验证,系统的响应时间为0.380 s,超调量为0.296%,最大跟踪误差为0.15°,平均绝对误差0.04°。幅值为30°时,平均绝对误差减小94.23%,最大绝对误差减小88.68%。

关键词：农业机器人,转向测控,半实物仿真,Windows+RTX实时系统

基金资助：中央级科研院所基本科研业务费专项(S202009) 江苏省现代农业装备与技术协同创新中心开发课题(4091600026) 国家自然科学基金资助项目(51605236) 国家重点研发计划(2016YFD0200705)