[實用新型]基于模糊控制的農機車載導航控制器

有效

• 申請號: 201720541146.6
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN206696705U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 張葉茂;莫淑賢;符樹全
• 申請（專利權）人: 南寧職業技術學院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司45104
• 代理人: 陳劍鋒

技術領域

本實用新型的實施例涉及車載導航領域，具體而言，涉及基于模糊控制的農機車載導航控制器。

背景技術

近年來，“精細化農業”的概念隨著計算機和信息技術的發展被廣泛認可和推廣。農用拖拉機被廣泛應用在牽引和掛載農具實現耕地、播種、收割、施肥等日常的農田工作。農機的自動化程度是實現精細化農業的關鍵技術之一。

如果將自動導航駕駛技術應用在農機設備上，一方面可以讓生產工人從單一、重復而繁重的勞動中解放出來，另一方面可以有效降低生產過程中人為造成的重復作業及漏作業等現象，提高農業施工精度。但是農用機(如拖拉機)系統本身是一個非線性的時變復雜系統，農田地況復雜，加之輪胎與地面相互作用的高度非線性，難以建立精確的數學模型，因此目前尚未有行之有效的農機車載導航裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術中的上述缺陷，提供一種具有較好魯棒性的基于模糊控制的農機車載導航控制器。

為實現上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術方案：一種基于模糊控制的農機車載導航控制器，其包括定位模塊、車載終端、轉向控制模塊、以及CAN收發模塊；其中，定位模塊用于獲取農機當前位置和姿態方位信息，并通過CAN收發模塊傳送給車載終端；車載終端包括第二微處理器，該第二微處理器內置模糊PID控制器，該模糊PID控制器接收農機當前位置信息、及姿態方位信息，通過模糊控制后輸出前輪期望轉角，并通過CAN收發模塊傳送給轉向控制模塊，轉向控制模塊與農機轉向機構連接，用于檢測農機前輪實際轉角值，并將前輪實際轉角值與前輪期望轉角比對，根據比對差值控制農機前輪轉向。

此外，本實用新型還提供如下附屬技術方案：

優選地，定位模塊包括第二微處理器、北斗導航接收器和電子羅盤；第二微處理器的型號為STM32F1032ZET6；北斗導航接收器用于獲取農機當前位置信息，其包括S1216F8-BD北斗/GPS雙模接收器及其外圍電路，接收器的IPX端用于外接有源天線，RXD端和TXD端各通過一120Ω電阻后接入第二微處理器；電子羅盤用于獲取農機姿態方位信息。

優選地，車載終端還包括工控觸摸屏和按鍵電路，用于信息顯示，路徑預設和功能設置。

優選地，轉向控制模塊包括第三微處理器、角度傳感器和轉向執行器；第三微處理器的型號為STM32F1032ZET6；角度傳感器用于實時采集前輪轉動的轉角值，其型號為WYT-AT-3-360無觸點角度傳感器；轉向執行器用于控制農機轉向機構。

優選地，轉向執行器包括步進電機、全液壓轉向器、和電磁換向閥；步進電機與所述第三微處理器耦合，通過脈沖個數和脈沖頻率改變轉角和轉速；全液壓轉向器連接在步進電機與農機方向輪之間；電磁換向閥連接在液壓油泵與全液壓轉向器之間。

優選地，CAN收發模塊包括CAN-BUS、和連接在該CAN-BUS上的若干個監控節點，每個監控節點均包括總線驅動芯片及其外圍抗干擾電路，總線驅動芯片的型號為TJA1050T，其RXD端耦合第一光耦，TXD端耦合第二光耦，該第一光耦和該第二光耦的VA、VB通過DC-DC模塊或者帶有多個隔離輸出的開關電源進行隔離。

優選地，總線驅動芯片的CANH端和CANL端各通過一個5Ω電阻后接入CAN-BUS。

優選地，總線驅動芯片的CANH端和CANL端與地之間并聯2個30P電容。

優選地，總線驅動芯片的CANH端、CANL端與地之間并聯2個防雷擊管D1和D2。

優選地，第一光耦和所述第二光耦的型號為高速光耦6N137。

相比于現有技術，本實用新型的農機車載導航控制器的優勢在于：具有多個功能模塊，分別是：車載終端、CAN收發模塊、定位模塊、以及轉向控制模塊，其中的定位模塊用于獲取農機當前位置和姿態方位信息，轉向控制模塊用于檢測農機前輪實際轉角值，CAN收發模塊將其他各個模塊連接起來形成一個分布式控制結構，車載終端運用模糊控制有效實現農機自動導航控制。本實用新型的農機車載導航控制器的系統結構穩定可靠，不依賴精確數學模型，具有較好的魯棒性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例或相關技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實用新型的一些實施例，并非對本實用新型的限制。

圖1是農機車載導航控制器的結構框圖。

圖2是CAN收發模塊的電路原理圖。

圖3是北斗接收器及其外圍電路的電路圖。