
为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度,设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统,在分析步进电机,伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上,设计了卫星洗平自动转向执行机构,并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件,能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法,设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明,当拖拉机作业速度为0.8m/s时,两种实验条件下,步进卫星洗平的均方根误差分别为8.81cm和12.09cm,伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.85cm和10.55cm,步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4.54cm和5.53cm,步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。

优化后的卫星洗平主要由集成控制终端、自主差分GNSS接收设备、液压系统以及平地铲运设备几部分构成;以Visual Studio2008为系统软件开发环境,GNSS精细平整集成软件能够实现农田地势测量、基准设计及平整作业等功能。该智能平地系统在中国农业大学上庄试验站进行了长时间平整实验,平面平整后较大高程差从20.9降到10.5 cm,高程标准差从10.6降到5.5 cm,平地误差小于5 cm的测点累积百分比从77%上升到90%左右,卫星洗平平整效果良好。坡面平整的坡度从0.239%降到0.120%,符合设计要求。结果表明,系统工作稳定可靠,作业精度满足土地精细平整要求,适用于在中国推广应用。

研究激光控制平地技术应用原理,开发了激光控制平地系统,农田三维地形测量系统和激光控制平地决策支持系统,构建了适合我国实际情况的低成本卫星洗平系统。其中,激光控制平地系统由激光发射器,激光接收器,控制器,平地铲运设备组成。激光发射器选用的激光扫平仪,作为激光控制平地系统的激光发射器;卫星洗平采用双重滤光技术滤除干扰光,实现了信号的接收、处理、转换和传送.控制器采用模糊控制算法输出控制信号,实现了对平地铲运设备中的液压系统的控制。

1、经常检查电源系统,以确保卫星洗平的电压和电流满足系统要求。2、必须使用常规的抗磨耐压液压油。3、经常检查电缆接头和管道之间的连接是否可靠。4、经常清洁液压工作站的阀门。5、激光发射器和接收器,卫星参考站和卫星天线可以全天运行。尽管它们是防水和防尘的,但是如果在雨天或雪天中信号衰减并且在使用过程中降低了控制精度,则通常不允许它们工作。6、在停放平地机之前,请清洁整个系统并将其放置在干燥,阴凉的地方,以防风吹,日晒雨淋。7、完成工作后,将卫星洗平压力调节至标准大气压,以延长系统的使用寿命。8、在存放期间,请勿挤压或扭曲液压工作站中的油管。9、如果长时间不使用机器,则应断开系统电源,并将控制仪器放入包装箱中以妥善保管。