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一种农业机械自动导航控制方法
本发明公开了一种农业机械自动导航控制方法，该方法包括如下步骤：(1)GPS接收机实时测得当前时刻农业机械的运动状态数据；(2)采用预瞄控制方法，将运动状态数据与预定义路径数据进行比对分析，推算出横向偏差和航向偏差；(3)通过模糊控制算法进行模糊化，然后将模糊量导入模糊控制器中，得到前轮转角；通过改进型纯追踪算法建立几何模型，从而导求出前轮转角；将两种算法得到的前轮转角合成一个前轮转角；(4)最后根据前轮转角实时对农业机械进行控制，实现路径跟踪。本发明由两种导航方法结合在一起实现自动控制，是稳定性良好，抗干扰能力强，能够提高系统的鲁棒性。两种方法的结合，优势互补，使其满足旱地和水田的作业需要。
1.一种农业机械自动导航控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)通过GPS接收机实时测得当前时刻农业机械的运动状态数据；(2)采用预瞄控制方法，动态搜索目标点，将步骤(1)得到运动状态数据与预定义路径数据进行比对分析，推算出横向偏差和航向偏差；(3)通过模糊控制算法将步骤(2)得到的横向偏差和航向偏差模糊化，然后将模糊量导入模糊控制器中，得到前轮转角；通过改进型纯追踪算法建立几何模型，从而由步骤(2)中得到的航向偏差推导求出前轮转角；将模糊控制算法和改进型纯追踪算法得到的前轮转角合成一个最终的前轮转角；所述的改进型纯追踪算法为：利用航向偏差建立几何模型，Pr为当前农业机械的位置，Pk+j为目标点，R为转弯半径，C为圆心点，qe为航向偏差，L为农业机械前后轮轴间距，d2为改进型纯追踪算法求得的前轮转角，那么在直角三角形BPrC中可以得出：由于qe为圆C的弦切角，因此可得：—PrCPk+j＝2qe在等腰三角形PrCPk+j中，由正弦定理可得：由上述三式消去R可得到前轮转角：式中PrPk+j为农业机械当前位置与目标点的之间的距离；另外，将横向偏差作为控制器的一个观测量，再设定一个预设值dr，当观测到横向偏差d≠dr时，则将改进纯追型踪算法求得的前轮转角d2乘以一个比例系数kdr，由此可以增大前轮转角，使其快速到达目标点；(4)最后根据前轮转角实时对农业机械进行控制，实现路径跟踪。
由于qe为圆C的弦切角，因此可得：—PrCPk+j＝2qe在等腰三角形PrCPk+j中，由正弦定理可得：
由上述三式消去R可得到前轮转角：
式中PrPk+j为农业机械当前位置与目标点的之间的距离；另外，将横向偏差作为控制器的一个观测量，再设定一个预设值dr，当观测到横向偏差d≠dr时，则将改进纯追型踪算法求得的前轮转角d2乘以一个比例系数kdr，由此可以增大前轮转角，使其快速到达目标点；(4)最后根据前轮转角实时对农业机械进行控制，实现路径跟踪。
