农业车辆自主导航控制算法研究
| 摘要 | 第8-11页 |
| ABSTRACT | 第11-13页 |
| 第一章 绪论 | 第15-33页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第15-16页 |
| 1.2 农业车辆自主导航研究现状 | 第16-25页 |
| 1.2.1 农业车辆自主导航方式 | 第17-21页 |
| 1.2.1.1 视觉导航 | 第17页 |
| 1.2.1.2 GPS导航 | 第17-19页 |
| 1.2.1.3 多传感器融合导航 | 第19-21页 |
| 1.2.2 导航控制算法 | 第21-25页 |
| 1.2.2.1 经典控制 | 第21-22页 |
| 1.2.2.2 现代控制 | 第22页 |
| 1.2.2.3 智能控制 | 第22-23页 |
| 1.2.2.4 新型控制方法 | 第23-25页 |
| 1.3 研究目标与主要研究内容 | 第25-27页 |
| 参考文献 | 第27-33页 |
| 第二章 自主导航试验平台的设计与实现 | 第33-55页 |
| 2.1 引言 | 第33页 |
| 2.2 自主导航试验平台总体设计 | 第33-34页 |
| 2.3 传感器系统 | 第34-43页 |
| 2.3.1 车辆全局定位测量 | 第34-39页 |
| 2.3.1.1 GPS接收机串口通信 | 第35-37页 |
| 2.3.1.2 NMEA-0183数据解析 | 第37-39页 |
| 2.3.2 车辆倾斜姿态测量 | 第39-41页 |
| 2.3.3 车辆基本姿态测量 | 第41-43页 |
| 2.3.3.1 转向轮偏角测量 | 第41-42页 |
| 2.3.3.2 车辆行驶速度测量 | 第42-43页 |
| 2.4 执行器 | 第43-46页 |
| 2.4.1 转向机构 | 第43-45页 |
| 2.4.2 调速机构 | 第45页 |
| 2.4.3 制动机构 | 第45-46页 |
| 2.5 CAN-Bus通信网络 | 第46-51页 |
| 2.5.1 CAN节点硬件设计 | 第46-48页 |
| 2.5.1.1 CAN主节点 | 第46-47页 |
| 2.5.1.2 CAN从节点 | 第47-48页 |
| 2.5.2 CAN节点软件设计 | 第48-49页 |
| 2.5.2.1 CAN主节点 | 第48页 |
| 2.5.2.2 CAN从节点 | 第48-49页 |
| 2.5.3 CAN-Bus通信协议 | 第49-51页 |
| 2.5.3.1 标识码(ID)设置 | 第49-50页 |
| 2.5.3.2 验收滤波器设置 | 第50-51页 |
| 2.6 试验平台集成 | 第51-53页 |
| 2.6.1 硬件集成 | 第51-52页 |
| 2.6.2 软件集成 | 第52-53页 |
| 2.7 本章小结 | 第53页 |
| 参考文献 | 第53-55页 |
| 第三章 导航参数计算方法研究 | 第55-69页 |
| 3.1 引言 | 第55页 |
| 3.2 坐标系与导航参数的定义 | 第55-56页 |
| 3.3 杆臂效应补偿 | 第56-59页 |
| 3.4 导航参数计算方法 | 第59-65页 |
| 3.4.1 横向偏差计算 | 第59-60页 |
| 3.4.2 航向偏差计算 | 第60-65页 |
| 3.4.2.1 惯性传感器计算航向偏差 | 第60-61页 |
| 3.4.2.2 RTK-DGPS计算航向偏差 | 第61-65页 |
| 3.5 试验研究 | 第65-68页 |
| 3.5.1 横向偏差验证 | 第65-66页 |
| 3.5.2 航向偏差验证 | 第66-68页 |
| 3.6 本章小结 | 第68页 |
| 参考文献 | 第68-69页 |
| 第四章 导航控制系统模型 | 第69-77页 |
| 4.1 引言 | 第69页 |
| 4.2 车辆运动模型 | 第69-71页 |
| 4.3 转向机构模型 | 第71-75页 |
| 4.3.1 转向机构开环模型 | 第71-72页 |
| 4.3.2 转向控制器设计 | 第72-73页 |
| 4.3.3 转向系统闭环模型辨识 | 第73-75页 |
| 4.4 导航控制系统模型 | 第75-76页 |
| 4.4.1 航向控制系统模型 | 第75-76页 |
| 4.4.2 横向控制系统模型 | 第76页 |
| 4.5 本章小结 | 第76页 |
| 参考文献 | 第76-77页 |
| 第五章 基于性能指标整定的横向PID控制器设计 | 第77-87页 |
| 5.1 引言 | 第77页 |
| 5.2 横向控制系统稳定性分析 | 第77-78页 |
| 5.3 基于性能指标的PID控制器设计 | 第78-85页 |
| 5.3.1 ISE性能指标 | 第79-80页 |
| 5.3.2 IAE性能指标 | 第80-82页 |
| 5.3.3 ITAE性能指标 | 第82-84页 |
| 5.3.4 ITSE性能指标 | 第84-85页 |
| 5.4 性能指标综合分析 | 第85-86页 |
| 5.5 本章小结 | 第86页 |
| 参考文献 | 第86-87页 |
| 第六章 基于FOPID的横向控制器设计 | 第87-105页 |
| 6.1 引言 | 第87页 |
| 6.2 FOPID控制器模型与性能分析 | 第87-93页 |
| 6.2.1 分数阶微分算子 | 第88-90页 |
| 6.2.2 FOPD控制器的频域分析 | 第90-93页 |
| 6.3 参数整定方法 | 第93-95页 |
| 6.3.1 平相位法 | 第93-95页 |
| 6.3.2 改进方法 | 第95页 |
| 6.4 FOPD控制器的比较 | 第95-102页 |
| 6.5 FOPD控制器与IOPD控制器的比较 | 第102-103页 |
| 6.6 本章小结 | 第103-104页 |
| 参考文献 | 第104-105页 |
| 第七章 基于ADRC的航向控制器设计 | 第105-121页 |
| 7.1 引言 | 第105页 |
| 7.2 自抗扰控制器(ADRC)概述 | 第105-110页 |
| 7.2.1 跟踪微分器 | 第107-108页 |
| 7.2.2 扩张状态观测器 | 第108-110页 |
| 7.3 自抗扰控制器设计 | 第110-117页 |
| 7.3.1 航向控制系统稳定性分析 | 第110-111页 |
| 7.3.2 自抗扰控制器结构 | 第111-112页 |
| 7.3.3 ADRC控制器参数 | 第112-117页 |
| 7.4 航向控制系统仿真 | 第117-119页 |
| 7.4.1 常值扰动 | 第117页 |
| 7.4.2 时变扰动 | 第117-119页 |
| 7.5 本章小结 | 第119-120页 |
| 参考文献 | 第120-121页 |
| 第八章 试验研究 | 第121-131页 |
| 8.1 引言 | 第121页 |
| 8.2 控制策略 | 第121-122页 |
| 8.3 试验步骤 | 第122-123页 |
| 8.4 航向控制试验 | 第123-124页 |
| 8.5 横向控制试验 | 第124-129页 |
| 8.5.1 最优IOPD控制器 | 第124-127页 |
| 8.5.2 最优FOPD控制器 | 第127-129页 |
| 8.6 试验分析 | 第129-130页 |
| 8.7 本章小结 | 第130-131页 |
| 第九章 研究结论与建议 | 第131-135页 |
| 9.1 结论 | 第131-133页 |
| 9.2 主要创新点 | 第133-134页 |
| 9.3 后续研究建议 | 第134-135页 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 | 第135-137页 |
| 致谢 | 第137页 |
