[发明专利]一种基于电动方向盘的农业机械自动驾驶控制方法

说明书

本发明提供了一种基于电动方向盘的农业机械自动驾驶控制方法，包括以下步骤：步骤(1)：通过导航控制器输出转向角指令；步骤(2)：第一转向控制器通过前轮转角反馈，进行PD控制，并输出控制指令到第二转向控制器；步骤(3)：第二转向控制器通过方向盘转速反馈，进行PD控制，输出控制指令到电动方向盘，本发明内环采用基于方向盘转动速度反馈的PD控制，外环采用基于车轮转动角度反馈的PD控制，在提高转向控制系统响应速度的同时，也具有较高的精度和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及自动驾驶控制算法领域，具体涉及到一种基于电动方向盘的农业机械自动驾驶控制方法。

背景技术

农机自动导航产品已经成为国外农机产业中发展最为迅速的部分，但国内对自动导航技术的研究起步较晚，相关的方法研究还在不断改进优化中。

目前的农机自动驾驶控制方法主要有：(1)PID算法，针对自动转向系统中液压阀的非线性特性，可带有死区、饱和等非线性补偿；(2)自适应PID算法，根据行驶速度、转向角偏差等在线调节PID参数，使用多组参数实现较多工况下的高精度控制；模糊控制算法，以转向角、转向角速度、转向角偏差、航向角偏差等的组合作为模糊控制器的输入量，对自动转向系统模型的非线性、时变等特性具有较好的适应性。

对于PID算法和自适应PID算法，当农机转向系统随着轮胎-地面状况等发生较大改变时，控制精度会随着下降；模糊控制方法的鲁棒性较强，但难以同时达到较高的响应速度和控制精度。

发明内容

为了解决上述的缺陷，本发明提供了一种基于电动方向盘的农业机械自动驾驶控制方法，内环采用基于方向盘转动速度反馈的PD控制，外环采用基于车轮转动角度反馈的PD控制，在提高转向控制系统响应速度的同时，也具有较高的精度和鲁棒性。

本发明提供了一种基于电动方向盘的农业机械自动驾驶控制方法，包括以下步骤：

步骤(1)：通过导航控制器输出转向角指令；

步骤(2)：第一转向控制器通过前轮转角反馈，进行PD控制，并输出控制指令到第二转向控制器；

步骤(3)：第二转向控制器通过方向盘转速反馈，进行PD控制，输出控制指令到电动方向盘。

上述的农业机械自动驾驶控制方法，其中，所述步骤(1)中：

所述转向角指令为前轮期望转速。

上述的农业机械自动驾驶控制方法，其中，所述步骤(3)中：所述电动方向盘驱动农机转向机构，从而带动农机转向。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明内环采用基于方向盘转动速度反馈的PD控制，外环采用基于车轮转动角度反馈的PD控制，在提高转向控制系统响应速度的同时，也具有较高的精度和鲁棒性。

(2)本发明多引入了一个控制器，可以对方向盘转动速度进行优化调节，在转向角调节精度较高的同时，能够具有较快的响应速度，使得转向控制系统的整体性能更佳。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明提供的农机转向系统动态响应曲线；

图2为本发明提供的转向角速度单位阶跃响应曲线。

图3为本发明提供的控制流程示意图。

具体实施方式