[發明專利]一種拖拉機牽引式太陽能板清洗機的行走控制方法

有效

• 申請號: 202010577060.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111674221B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 尹修杰;臧發業;張竹林
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/016;B60G17/0165;B60G17/018;B60G17/08;B60R16/023;B08B1/00;H02S40/10
• 代理公司: 鄭州科碩專利代理事務所(普通合伙) 41157
• 代理人: 侯立曼

1.一種拖拉機牽引式太陽能板清洗機的行走控制方法，其特征在于：包括由清洗機和與清洗機牽引式連接的拖拉機組成的清洗作業機組，其中清洗機還包括有調平裝置和電子控制裝置，電子控制裝置還包括有設置在拖拉機底盤上的拖拉機三天線RTK?GNSS、設置在清洗機底盤上的清洗機三天線RTK?GNSS、顯示裝置、拖拉機導航控制裝置和清洗機調平控制裝置，電子控制裝置一方面通過拖拉機三天線RTK?GNSS實現拖拉機牽引式太陽能板清洗機的高精度導航，使拖拉機牽引式太陽能板清洗機沿規定路線行走，另一方面，利用拖拉機三天線RTK?GNSS高精度姿態測量，對地形進行感知，結合清洗機三天線RTK?GNSS對清洗機的姿態測量，實現對清洗機調平裝置進行提前預控制；

拖拉機三天線RTK?GNSS和清洗機三天線RTK?GNSS分別呈等腰三角形安裝，且拖拉機三天線RTK?GNSS和清洗機三天線RTK?GNSS的頂點均位于拖拉機縱向對稱中心平面上，拖拉機三天線RTK?GNSS和清洗機三天線RTK?GNSS的邊長間距均大于1m以上；

拖拉機導航控制裝置接收拖拉機三天線RTK?GNSS數據，經過運算后輸出拖拉機重心坐標(x_t,y_t,z_t)，拖拉機姿態數據、橫向偏差數據b；所述拖拉機姿態數據包括：在所述拖拉機重心坐標下的航向角度ψ_t、俯仰角度θ_t、橫滾角度φ_t；一方面，橫向偏差數據b和航向角度ψ_t用于向拖拉機導航提供控制信號，另一方面，拖拉機重心坐標(x_t,y_t,z_t)，及在所述拖拉機重心坐標(x_t,y_t,z_t)下的航向角度ψ_t、俯仰角度θ_t、橫滾角度φ_t，實時行走速度v_t不斷地存儲到仿地形數據庫中；

清洗機調平控制裝置接收清洗機三天線RTK?GNSS數據，經過運算后輸出清洗機重心坐標(x_q,y_q,z_q)，清洗機底盤姿態數據；所述清洗機底盤姿態數據包括：在所述清洗機重心坐標下的清洗機航向角ψ_q、清洗機俯仰角θ_q、清洗機橫滾角φ_q，輸入到俯仰控制PID控制器和橫滾控制PID控制器，參入調平控制；

所述調平裝置上設有作業平臺，作業平臺上安裝有用于檢測作業平臺的俯仰角度、橫滾角度的雙軸傾角傳感器，清洗機調平控制裝置將作業平臺的理想俯仰角度設定值和理想橫滾角度設定值分別設置為0°，一方面，電子控制裝置實時地提取清洗機底盤的橫滾角度、俯仰角度；另一方面，電子控制裝置實時地讀取仿地形數據庫中的地形數據，經過模糊識別算法后輸出仿地形補償量，該補償量作為預控制量和雙軸傾角傳感器的反饋數值疊加后，分別輸入至俯仰控制PID控制器和橫滾控制PID控制器運算，經計算得左右調平油缸的控制量u_L,u_R，輸出控制左右調平油缸的動作；

一種拖拉機牽引式太陽能板清洗機的行走控制方法采用如下步驟：

(1)、清洗機調平控制裝置接收清洗機三天線RTK?GNSS輸入信號，進行數據處理，輸出清洗機當下重心定位坐標(x_q,y_q,z_q)，計算清洗機底盤姿態數據，包括：清洗機航向角ψ_q、清洗機俯仰角θ_q、清洗機橫滾角φ_q，之后進入下一步驟；

(2)、提取仿地形數據庫數據，該數據包括：拖拉機導航控制裝置不斷存儲的拖拉機重心坐標(x_t,y_t,z_t)、實時行走速度v_t和拖拉機姿態航向角度ψ_t、俯仰角度θ_t、橫滾角度φ_t，之后進入下一步驟；

(3)、比較拖拉機重心的定位坐標和清洗機重心的定位坐標，獲取當下清洗機相應的地形信息，并進行相關地形模糊識別是否有土坑和土埂；若有，則加強反饋環節信號強度，加強PID輸出控制，若否，則進入下一步驟；

(4)、俯仰控制PID控制器和橫滾控制PID控制器分別接收清洗機底盤的姿態數據、雙軸傾角傳感器的數據、FUZZY模糊控制模塊輸出的地形補償量，實現融合后作為反饋數據與0°進行比較得到偏差，參入PID調節控制，經控制量輸出控制算法模塊輸出控制左、右調平油缸動作，之后進入下一步驟；

(5)、雙軸傾角傳感器實時檢測作業平臺的俯仰角度、橫滾角度；之后進入下一步驟；

(6)、重復步驟(1)-(5)。