科研产出
丘陵山区果园智能除草机器人结构设计与控制研究
《农业装备与车辆工程 》 2024
摘要：针对丘陵地带果园的复杂地形、多样化的种植特征与结构信息,以及现有除草机械存在的性能不稳、适应性差、智能化水平低下等问题,设计了一种适用于丘陵山区果园的智能除草机器人.该机器人配备履带式底盘,采用油电混合动力系统,具有较小的整体尺寸、轻量化结构和较强的爬坡能力,并设计了可调节割刀高度的地面仿形装置.机器人通过无线通讯技术实现远程控制,应用SLAM技术构建果园三维地图、规划路径及自主导航.机器人整合了接触传感器与双目摄像头,用于探测和识别果园中的障碍物,并结合实时定位数据,优化移动路径,以实现自动避障功能.最后,在丘陵山区果园的实际环境中对智能除草机器人的结构性能和导航避障能力进行了测试与评估.结果表明,智能除草机器人满足设计要求,即底盘转向圆半径≤1.5 m、导航精度≤2 cm;除草作业速度0~5 km/h、漏割率≤5%、避障率≥95%.
全文链接
请求原文
除草机器人自适应快速积分终端滑模跟踪控制技术
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：智能除草机器人在草坪作业时，易受到外界扰动以及系统不确定性的影响，从而导致轨迹跟踪收敛时间长以及跟踪效果差等问题。因此，设计一种面向轨迹跟踪的自适应快速积分终端滑模控制算法。首先，考虑驱动轮动力学特性以及未建模误差、外界干扰、动静摩擦等不确定性因素，建立除草机器人的动力学模型。然后基于所建立的动力学模型，设计自适应快速积分终端滑模控制器。所提出的控制器结合了快速终端滑模、积分滑模和自适应估计技术的优点，能够实现期望的跟踪性能并抑制控制信号抖动。同时，在不需要明确系统不确定性和外界干扰上界的情况下，可以通过所设计自适应估计项进行实时补偿，提高系统的鲁棒性。最后，通过仿真和试验验证了该方法的有效性。试验结果表明，所设计的控制器能够使跟踪误差在有限时间内快速收敛，并且横向误差绝对值不超过0.097 9 m,纵向误差绝对值不超过0.102 6 m,航向角误差绝对值不超过0.057 8 rad,保证除草机器人准确跟踪作业路径，同时具有较强的鲁棒性。
关键词： 除草机器人 轨迹跟踪 动力学模型 自适应估计 快速积分终端滑模
全文链接
请求原文
首页上一页1下一页尾页
