本技术公开了一种基于数据采样输出反馈的农机路径跟踪控制方法及系统,首先建立包含未知状态的农机路径跟踪模型;基于所建立的包含未知状态的农机路径跟踪模型,设计离散时间观测器,利用离散时间观测器估计的车辆状态信息,设计数据采样输出反馈控制器;利用数据采样输出反馈控制器得到农机前轮转角实际的控制量,基于控制量对农机路径进行跟踪控制。本发明所采用的数据采样控制器模型是离散表达形式的,更适用于采样周期较大,设备较为粗糙的应用场景,便于在数字控制系统中实现,且本发明仅利用车辆自身的低成本传感器就可以实现较为准确的路径跟踪,可以降低成本。
背景技术
近年来,随着农业机械化水平的提升,农机已经广泛应用于农业领域,其普及率和应用程度日益提高。作为现代社会的一种重要农业生产工具,无人农机的普及给农村劳动力的工作带来了极大方便,但同时也带来了严重的后果,其中路径跟踪误差大,造成粮食浪费的情况已成为全球性的问题。
由于农机工作场景的复杂性,为提高车路径跟踪的控制精度,一系列控制算法,如滑模控制、斯坦利控制、模糊控制等应运而生,例如,申请号为202410279298.8的专利“一种基于固定时间非奇异终端滑模的农机路径跟踪控制方法”,虽然能够实现对路径跟踪精度的控制,但并未考虑计算机采样时间过大时对算法准确性的影响。因此现有路径跟踪的控制算法的实现均依赖于连续系统。另一方面,低成本传感器的测量精度过低,也往往会影响路径跟踪的准确性。由于RTK导航系统的价格十分昂贵,且用于执行算法所需的计算机算力过高,使得路径跟踪算法的实现成本过高,且效果不够理想。
因此,如何利用车辆现有的各种传感器所测量得到的信息,来实现较为准确的路径跟踪是无人农机研究中的重要内容,得到了众多国内外研究者的关注。
实现思路