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作者：余科松;武志明;马玮;
单位：山西农业大学农业工程学院;
摘要：农机人工驾驶需要驾驶员依靠自身主观经验进行操作控制，在农忙时期，高强度的工作压力会增加操作难度，降低作业精度，甚至引发安全问题。为此，对农机自动驾驶控制方案展开了研究，旨在实现一种基于STM32F107单片机的低成本农机轮式机器人控制系统。系统由ARM控制核心、定位采集和记录模块、转向控制模块和接口电路等多个组件组成，能够实时获取农机的位置信息和规划路径，可根据定位偏差信息自动发布转向控制命令，从而达到自动导航作业的目的。主要研究内容分两点：一是基于二维平面坐标系，通过边界坐标点进行了作业路径规划，生成了作业基准线；二是进行了农机移动特性分析，建立了农机动力学和运动学数学模型，以此为基础研究了转向控制与路径追踪的数学关系，并提出了基于农机航偏角控制的追踪方案。同时，为减少ARM运算量、提升追踪效果，采用模糊控制思想，建立了模糊控制查询表，构建了基于路径偏差和航向误差的转向角模糊控制规则，并分别设置了模糊输入输出的隶属度函数，将复杂运算简化为简单的查表操作。试验结果表明：模型车系统初始化时间为4.4 s,在平均车速为0.618 m/s的情况下，路径追踪的横向偏差不超过5.4 cm。
关键词：农机自动驾驶;;单片机;;路径规划;;路径追踪;;模糊控制
基金资助：山西省重点研发项目(201903D221029)
