喷播机自动导航控制系统设计及其性能仿真-论文.pdf

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1、2015年11月农机化研究第11期喷播机自动导航控制系统设计及其性能仿真庄新斌，宣传忠，陈智，刘海洋，陈燕(内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特010018)摘要：以嵌入式触摸屏为开发平台，编写了GPS、电子罗盘和超声波传感器LabVIEW数据采集程序；根据传感器采集的数据，用阶跃信号模拟上位机给喷播机的信号，喷播机以14．4、10．8、7．2、3．6kin／h的速度分别在Mat·Lab环境下对该自动导航控制系统进行了模拟测试。经过多次仿真，校正PID参数，结果显示：喷播机运行速度在7．210．8km／h，喷播机跟踪上位机信

2、号时间为3～4s。其中，检测信号时间为1—2s，速度最大偏差量在0．36—0．97kin／h之问，符合针对草原地形下喷播机作业的要求。关键词：数据采集；自动导航；LabVIEW；MatLab；PID；喷播机中图分类号：S127文献标识码：A文章编号：1003-188X(2015)11-0087-04天线高程；十是大地椭球面相对海平面的高度；十一0引言是差分GPS数据年龄；十二是差分基准站号。在农业机械自动化飞速发展的今天，农业机械逐面步向大型化、自动化、智能化的目标发展。农业机械自动导航已经逐渐成为农业工程技术的主要部一工分

3、⋯，很大程度上减少了驾驶员的劳动强度，提高了PC／LabVIEW⋯一_I竺竺}n———[垂甄生产效率和操纵安全性。本文针对用于草原地形条件下作业的草籽喷播E1二笙J!竺I机，在LabVIEW环境下对其配置的GPS、电子罗盘和图1数据采集系统硬件构成框图超声波传感器进行数据采集，将传感器的数据信息利Fig．1Thehardwareblockdiagramofdatacollectsystem用串口通讯传输给嵌入式触摸屏；用PID算法对其自1．2DCM260B三维电子罗盘硬件介绍动导航控制系统进行性能测试，为提高草籽喷播机的DC

4、M260B三维电子罗盘集成了高精度的MCU运行精度、降低草籽喷播机的重播率和漏播率奠定技(微控制单元)，输出方式多元化，其标准接口包括术基础。RS232／RS485／TTL等接口。电子罗盘有3个参数，包括Pitch(倾斜角)、Roll(转动角)及Heading(方位角)。1导航控制的数据采集的硬件构成其中，电子罗盘的Heading(方位角)指向正北极时是系统的控制器是广州微嵌公司的WinCE嵌入式0。。触摸屏，用来采集GPS、电子罗盘和超声波传感器的数1．3超声波传感器硬件介绍据。数据采集系统的硬件构成框图如图1所示。超声波

5、是采用超声波探头发超声波，超声波遇到1．1GPS模块硬件介绍被测物体后反射给接收探头，来测量模块与被测物体GPS模块用来定位喷播机的位置信息，包括：一是之间的距离，带有RS232／485输出，需要DC12V供定位UTC时间；二是纬度；三是N／S(北纬或南纬)；四电，采用DB9接头与PC通讯。是经度；五是E／W(东经或西经)；六是质量因子；七是可使用的卫星数(0～8)；八是水平精度因子；九是2系统软件设计系统软件设计主要是上位机LabVIEW程序设计收稿日期：2014—11-03基金项目：国家自然科学基金项目(41161045

6、)和MatLab建模。LabVIEW是美国国家仪器公司一作者简介：庄新斌(1989一)，男，吉林安图人，硕士研究生，(E—mail)种用在图形组态、框图调试和运行的集成化环境，实15O34980349@163．con。现虚拟仪器的软件j。与其他计算机语言相比，Lab—通讯作者：陈智(1962一)，男，内蒙古察右前旗人，教授，博士生导师，(E—mail)sgchenzhi@imau．edu．cnoVIEW具备编程简单、人机界面友好、数据可视化分析·87·2015年11月农机化研究第11期率。参考文献：[1]李建平，林妙玲．自动

7、导航技术在农业工程中的应用研究进展[J]．农业工程学报，2006(9)：232—236．[2]韩科立，朱忠祥，毛恩荣，等．基于最优控制的导航拖拉机速度与航向联合控制方法[J]．农业机械学报，2013，44(2)：165—170．[3]吴延霞，赵博，毛恩荣．农业车辆自动导航系统综述[J]．薹农机化研究，2009，31(3)：242—245，252．[4]张明颖．轮式拖拉机机械诱导导航技术研究[D]．杨凌：西北农林科技大学，2011．[5]唐鸣，邹华东，田玲．节流调速控制台的虚拟仪器软件设计[J]．液压与气动，2009(8)：3

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