
目前,国外自动驾驶导航系统已在欧美等发达国家和地区迅速兴起和发展,现已应用于整地,垄作,播种,施肥,喷洒农药,收获。由于卫星运土机在精细控制和有效方面的作用,现已成为许多农业机械公司的标准配置。中国一拖,北汽福田,长发等国内企业都已开始研发前置自动驾驶导航系统。中国一托,北汽福田等通过前装式的卫星运土机开发设计,积累了一定的经验并制定了相关标准。通过标准的实施以及自动驾驶导航系统和相关测试的开发,它支持行业预安装解决方案的开发和测试,并为自动驾驶导航系统的应用提供了基础。

(1)设计开发一个通用的卫星运土机控制平台及相关装置,可以方便地应用在各种农机上;(2)转向控制方法的研究;(3)农机模型及导航控制方法的研究;(4)在不同的农机上从硬件、软件、网络角度.如何快速集成安装卫星运土机。本文对上述四个问题进行了深入研究,设计了通用导航控制平台,提出了相关模型和控制算法,在联合收割机和拖拉机上成功地进行了平台的集成应用,并完成了路面和田间自动导航控制实验。

卫星运土机主要包括卫星接收天线,车载接收器,控制器,液压阀,角度传感器和车载终端。(1)卫星接收天线:接收北斗信号的卫星与GPS,伽利略和其他卫星信号兼容。(2)车载接收机:车载接收机是北斗高精度定位设备,可接收北斗卫星信号。(3)控制器:根据北斗高精度接收器和角度传感器的实时信息以及计划路线上的车辆状态,执行实时闭环计算并将指令实时发送到液压阀,以便车辆始终准确地保持预定路线。(4)液压阀:液压阀是系统的液压控制系统,卫星运土机主要使用液压油作为工作介质进行能量转换,传递和控制。(5)角度传感器:它可以实时感应车辆的转向角,并将高精度的转向信息发送到控制器。

首先通过对卫星导航定位系统的简要概述,阐述其在农田平整自动控制系统中的应用,随后对基于RTK-GNSS技术的GNSS平地机的结构和原理进行论述,并在研究现有卫星运土机的结构、类型和控制方法的基础上。根据我国农田作业环境,确定了GNSS控制平地系统总体方案。基于我国常用中等功率拖拉机液压系统的特性和GNSS平地机的工作性能要求。提出了卫星运土机的方案和机械部分的构成。在本设计进行初期研究时我们对国内外现有的GNSS平地机控制系统进行了研究,并在其原有的设计基础上行了一定参考。设计出了适合黑龙江垦区作业条件GNSS平地机自动控制系统,并添加了新的的创新。