
车载控制器采用GNSS高精度板,无线电模块和主控板,并采用单天线定位方案,实时接收基站无线电广播数据,并获得高精度的定位和仰角信息。通过控制器内置的GNSS高精度板,通过主控板分析差分数据,实时计算平地机的实时高度并控制高度,从而使卫星洗平成为始终保持在相同的高度以实现找平操作。GPS传输模块主要实现实时定位信息和海拔信息的传输;车载控制器实时计算GNSS天线的位置和高度信息,并以自动模式控制平地机;电磁阀控制模块主要是传递控制器的指令,使平地机上的卫星洗平能够作出相应的响应,从而达到校平的效果;

(1)在没有农具的情况下,对已安装的拖拉机进行1000m测试。在1000m范围内设置3个点来回走动几次,观察这3个点的误差。将误差调整到较小距离,以达到卫星洗平的指定范围。这样做的优点是将拖拉机调整到位,并且在连接农机后误差较大时,仅需调整农机,而无需考虑拖拉机的直立问题。在调整拖拉机的同时,对驾驶员和驾驶员进行了卫星洗平的实际操作培训,为将来驾驶员和驾驶员的操作奠定了良好的基础。(2)将拖拉机挂在播种机上后,在1000m范围内设置3个点,操作方法同上。通过以上反复调试,驾驶者基本可以掌握北斗导航自动驾驶系统,然后再下地。

卫星平地机是使用卫星信号作为反馈控制的农田平地机。其工作原理是卫星基站接收高精度的定位和仰角信息,并通过无线电模式将差分数据发送到卫星接收器。卫星洗平实时接收基站无线电广播数据,并获得高精度的定位和仰角信息,该信息由车辆水准仪控制。设备的主控制面板分析其差分数据,计算出实际的卫星洗平的实时高度,并连续向控制器发送信号。控制器收到高度变化信号后,将执行自动校正。校正后的信号控制液压控制阀以改变液压油流向气缸的方向和流量,并自动控制挖土机的高度以完成地面平整操作。卫星平地机主要由卫星天线,车载调平控制器,卫星接收器,卫星基站,液压系统和找平铲组成。

1、自动驾驶控制;卫星洗平是精准农业的一步。原理是将GNSS的位置坐标与农机的方向控制系统结合起来,以指导农机的运动。根据不同的原理,它分为方向盘转向控制和液压转向控制。卫星洗平安装简单,但使用寿命较差;而液压转向控制系统使用寿命长,安装有点复杂,更适合于沙质土壤。2、生产预测和变量控制;我们可以很容易地计算出一块土地的单位产出,总产出/面积=单位产出;但是对于分配一块土地的输出,我们可以使用GNSS来提供帮助。具体方法是在收割机上安装GNSS和重量传感器,在地理信息系统软件中分析和处理这两种数据,之后形成产量图。

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。

卫星洗平机械使用北斗定位系统提供的高精度定位信息,包括铲子当前位置的平面坐标(水平精度优于1cm)和高程(垂直精度优于1.5cm),手动设置采集点的距离或时间,然后启动“收集字段数据”,并以当前水平的平均高度为参考水平,比较铲斗的实时高度1、卫星平地作业半径可达3km,信号精度一致,便于大面积地面作业;2、卫星平地机不受天气影响,即使在大风天气也能保证操作精度;3、卫星洗平不受地形限制,适合于大型复杂的陆地作业;4、卫星平地自动收集标高数据,以当前标高的平均标高作为参考平面,节省了人工测量的成本和时间,大大提高了作业效率;5、卫星平地面只需要站立在地面上,普通的三脚架就可以满足要求,易于安装且易于操作。