农机导航自校正模型控制方法研究

刘渊

我国的农业机械产业发展速度极快，主要是为了推动农业生产，进一步优化农业经济结构，新型农机数量增加，原有的农机也被以技术化程度极高的手段改进，生产者给农机设备提出的使用要求也变得更为严格与多样，为了确保农机的精准度不被削弱，很多技术人员都升级了农机控制系统，自动导航控制技术水平直接影响农机设备给食用者带来的使用体验，本文阐释控制其自校正模型的手段。

1 主要构成

精准控制农机可以提升农机的利用率，控制系统在农机运行环节中起着重要的作用，在其自动控制系统中，自校正模型既是相对重要的一部分，同时也比较特殊，直接会给农机设备的导航功能带去影响，借助自校正装置可以改变农机原来的位置，顺利地移动农机，而模型控制器的功能则不同，主要能够调节农机的移动方向，这两种装置都是现代农机必不可确的重要装置，模型控制器处于控制系统的核心部位，而自校正装置则可以被当做辅助设备使用，其对于控制器的缺陷也能够起到弥补的作用，使农机可以精准地达到应用目的。

2 设计事项

在直线路径以及小曲率的跟踪过程中，模型控制器实际的跟踪效果非常好，但是相反的对于大曲率情况来说，实际的跟踪效果却并不理想，所以对于模型控制器实际的控制效果评价还需要依靠效果监测和预测吻合度来进行，吻合度参数为sdy（控制器偏差变化趋势变量），这个过程中需要获取监测时刻的横向偏差数值以及一定监测时间段内的横向偏差数值，对于时间段内的偏差数值需要根据经验来获取，横向偏差数值取值较小的情况下，设备自校正控制器会表现出较快的反应速度，与此同时模型控制系统的整体稳定性会下降，相反横向偏差数值较大的情况下，反应速度会下降，但是系统稳定性会大幅度的提升。

在设计农机的自校正控制系统时，首先调整输出变量与输入变量，使其呈现出模糊化妆台，在这部分设计内容之中，主要有一个输出变量与多个输入变量，输入变量包括偏差变量与趋势变量，趋势变量展现的是控制装置展示出的偏差变化；输出变量可以被看做是一种补偿角度，其呈现出的农机的转向轮的预期补偿情况，在对输入变量进行模糊化处理时，需要将其模糊性的序数变为更为直观的数字，在设计时必须要充分把控三种变量的变动情况。

在控制自校正装置时，需要严格明确几个控制规则，首先需要对驾驶农机设备的工作人员的实际驾驶能力全面考量，根据可应用的隶属度函数来对控制量偏差进行控制，当实际产生的偏差的绝对值偏大时，需要尽量缩小控制量偏差，而当实际偏差的绝对值相对较小时，要将实际偏差缩小，在调整各种变量偏差时，还要使农机设备保持稳定运转的状态，如果控制系统难以保持稳定性，其他的控制行为也难以维持合理性，横向变量增加时自校正装置的调整活动必须要参照转向轮的预期补偿角度，其他的相关控制校正行为也要考虑到这一元素。在调节农机设备时，要尽可能地缩小调节的角度，在农机设备保持合理运转的条件下，可以选择不对控制器输出变量加以调节。设计行为要始终与农机的控制需要保持一致性。

根据横向偏差、控制器偏差变化趋势变量以及农机设备转向轮期望的补偿角度量化等级以及量化因子取值将这三个变量的模糊化等级以及隶属度函数用图1来表示：其中图1中曲线分别表示三个变量的模糊糊等级，分别为负大、负中、负小、零、正小、正中和正大。

根据图1，当农机设备位于导航控制线右侧的时候，横向的偏差表示为NB，并且这种趋势还会不断增加，这种情况下显示的控制效果和预期的效果偏差较大，所以设备打破校正控制器需要输出PB（正大）最大的转向期望补偿角来对设备转向轮期望转角进行校正，让农机设备开始朝着正确的导航方向移动，结合图1 将自校正控制器控制规格描述为：如果横向偏差变量为负大，并且控制器偏差变化趋势变量也为负大，那么农机设备转向轮期望的补偿角度需要取正大。

综上所述，本文以现代新型农机为分析对象，从导航自校正模型出发，给出了设计其控制器的方法。在设计该控制类型的模型时，要紧抓设计难点，对曲线路径设计事项进行分析，避免农机在处于曲线路径运行状态时出现失去控制或者路线的精准度降低的情况，在对模型进行精确细化时，还要处理好其他会给农机运行的精准度带去影響的因素，现有的导航系统仍旧可以被改进，技术人员要以实际的农机应用需求为准。

（作者单位： 150000 黑龙江农垦农业机械试验鉴定站）