基于领航-跟随结构的联合收获机群协同导航控制方法

白晓平 王 卓 胡静涛 高 雷 熊 锋

(中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳110016)

基于领航-跟随结构的联合收获机群协同导航控制方法

白晓平 王 卓 胡静涛 高 雷 熊 锋

(中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳110016)

面向联合收获机群协同导航作业需求，提出一种基于领航-跟随结构的收获机群协同导航控制方法。该方法在建立收获机群运动学模型的基础上，结合反馈线性化及滑模控制理论设计了渐进稳定的路径跟踪控制律和队形保持控制律。为验证所提模型及方法的有效性，以4台收获机组成的收获机群为试验平台，进行了机群协同导航控制试验。当速度为1.0m/s时，领航者的平均跟踪误差为5.81 cm，跟随者的平均跟踪误差为5.93 cm，与单台收获机的导航控制精度相近，验证了所提方法的可行性和有效性。

收获机群;跟随-领航结构;协同控制;路径跟踪;队形保持

引言

随着我国农业机械化作业水平的不断提高，农业呈现出集约化、规模化、产业化的发展趋势，出现了多台农机在田间联合作业的集群作业模式。农机集群作业模式对农机导航系统提出了新的技术挑战，研究多机协同导航技术是下一代农业机械导航系统要解决的关键技术之一［1－2］。

多机协同导航控制作为多机协同导航技术的重要内容，受到了国外学者的广泛关注［3－5］。MOOREHEAD等［6］采用一台远程监控终端管理果园中多台自主导航拖拉机、喷药机，协调多台农机协同完成作业任务。JOHNSON等［7］针对泥苔藓收获过程中，多台收获机的协同导航控制问题进行了深入研究。……