基于饱和技术的农用拖拉机直线_ 导航控制器设计.docVIP

基于饱和技术的农用拖拉机直线 导航控制器设计 姜月霞 ，丁世宏 江苏大学电气信息工程学院，镇江 212013 摘要：针对农用拖拉机直线导航系统线性化后的运动学模型, 提出了一种基于有限时间镇定技 术和饱和技术相结合的饱和控制方法. 并根据此方法设计直线导航系统的控制器, 且证明了在 该控制器下闭环系统的稳定性. 该控制方法具有较好的实际应用价值, 因为此饱和控制器参数 的选取无须复杂的计算, 只要满足简单的数学关系式即可. 最后, 仿真结果验证了上述控制器的 优点. 关键词：农用拖拉机, 直线导航, 饱和, 控制器 中图分类号： TP273 Straight Line Navigation Controller Design for an Agricultural Tractor based on Saturation Control Jiang Yue-Xia , DING Shi-Hong School of Electrical and Information Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, 212013 Abstract: For the linearized dynamics of the linear navigation system of an agricultural tractor, a novel control algorithm based on ?nite-time stabilization and saturation technologies is proposed. With the presented method, the saturation controller is designed for the linear navigation of an agricultural tractor, and gives the global stability for the closed loop system. This control method has potential practical applications, since the selection of parameters in saturated controller does not require the complex calculations as long as some simple mathematical relationship can be met. Meanwhile, the simulation results also verify the above mentioned advantage. Key words: Agricultural Tractor, Straight Line Navigation, Saturation, Controller 基 金 项 目： 此 项 工 作 得 到 国 家 自 然 科 学 基 金 , 复 杂 工 程 系 统 测 量 与 控 制 教 育 部 重 点 实 验 室 开 放 基 金 (MCCSE2012A01) 资助. 作者简介： 姜月霞 (1990- ), 女, 硕士研究生, 主要研究方向: 农业机械导航. 联系方式: jyxtree@. 通信作者: 丁世宏 (1983-), 男, 副教授, 主要研究方向: 非线性控制理论, 农业机械导航, 联系方式: dsh@. -1- 0 引言 目前, 随着逐渐减少的农村劳动力和农业生产环境的日益变化 (如全球变暖等), 使农业生 产面临着越来越大的挑战, 这就对农业生产方式提出了更高的要求. 然而, 农用车辆自动导航技 术作为农业生产自动化、智能化的一项重要内容, 逐渐受到人们的重视. 特别是随着精细农业 的发展, 更是为自动导航技术提供了广阔的发展前景. 农用车辆自动导航技术主要包括, 导航定 位技术、导航控制技术以及转向实现技术等, 其中, 对于农用车辆导航控制的研究，主要集中在 导航控制算法的设计上. 值得指出的是, 在相同的硬件条件下, 使用适合的控制算法可以获得更 好的导航效果. 所以, 对农用车辆导航控制器设计的研究, 具有重要的理论意义和实际应用价值 [1, 2, 3, 4, 5, 6]. 近年来学者们纷纷对农用车辆导航控制器的设计做了相关研究. 例如, 在 [7] 中罗锡文将拖 拉机运动模型和液压转向控制模型相结合, 设计了直线跟踪的 PID 控制器. [8] 中李逃昌将纯追 踪模型和模糊自适应控制结合起来, 设计了一种基于模糊自适应纯追踪模型的农机路径跟踪控 制器. [9] 中陈军基于预见性控制理论, 应用最优控