發(fā)布時(shí)間：2018-06-04 04:14

  本文選題：植保機(jī)器人 + 自動(dòng)轉(zhuǎn)向��； 參考：《濟(jì)南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：植保機(jī)器人是一種具有高度自適應(yīng)能力、適合于復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化的農(nóng)業(yè)作業(yè)環(huán)境中的機(jī)器人系統(tǒng)。本文對(duì)植保機(jī)器人傳動(dòng)與控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡的研究,結(jié)合葡萄園噴藥作業(yè)實(shí)際情況,搭建了機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái),采用模糊PID與預(yù)瞄控制相結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向任務(wù)和路徑跟隨,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了跟蹤效果的有效性,提高了植保機(jī)器人在葡萄園農(nóng)田環(huán)境的魯棒性和適應(yīng)性。研究內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面:本文基于植保機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)闡述了機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式及傳動(dòng)系統(tǒng)的基本架構(gòu),并以此為基礎(chǔ)搭建了機(jī)器人的移動(dòng)平臺(tái),為機(jī)器人的自動(dòng)控制提供可能。機(jī)器人轉(zhuǎn)向性能將直接影響作業(yè)效率,論文重點(diǎn)分析了機(jī)器人梯形轉(zhuǎn)向模型的設(shè)計(jì)及流程,伺服轉(zhuǎn)向采用基于方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的模糊PID閉環(huán)控制策略,在搭建的仿真模型中可看到模糊PID自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)速度快,超調(diào)量小的優(yōu)點(diǎn)。文中設(shè)計(jì)了基于STM32F103ZET6為核心的中央控制單元,并以控制要求完成了核心電路及PCB電路板,完成了機(jī)器人手動(dòng)模式及自動(dòng)模式下程序的編寫。同時(shí),本文設(shè)計(jì)了基于預(yù)瞄控制的跟蹤方法,并在MATLAB/simulink中搭建了仿真模型,結(jié)果表明,該路徑跟蹤方法有較好的響應(yīng)及魯棒性,可以滿足機(jī)器人路徑跟蹤的要求。設(shè)計(jì)制造的植保機(jī)器人樣機(jī)已經(jīng)完成田間試驗(yàn)工作,試驗(yàn)表明,機(jī)器人能較好的完成葡萄園作業(yè)環(huán)境下的路徑跟蹤,滿足大規(guī)模葡萄園不同生產(chǎn)周期內(nèi)的植保作業(yè)需求。
[Abstract]:Plant protection robot is a highly adaptive robot system suitable for complex unstructured agricultural environment. In this paper, the transmission and control system of plant protection robot is studied in detail. Combined with the actual situation of spraying in vineyard, the robot mobile platform is built, and the automatic steering task and path following are realized by the combination of fuzzy PID and preview control. The effectiveness of tracking is verified by experiments, and the robustness and adaptability of plant protection robot in vineyard environment are improved. The research contents are divided into the following aspects: based on the mobile platform of plant protection robot, this paper describes the basic structure of the robot driving mode and transmission system, and builds the mobile platform of the robot on this basis. Provides the possibility for the automatic control of the robot. The steering performance of robot will directly affect the operation efficiency. The design and flow of robot trapezoidal steering model are analyzed in this paper. The servo steering adopts fuzzy PID closed-loop control strategy based on steering wheel angle sensor. In the simulation model, it can be seen that the fuzzy PID automatic steering system has the advantages of fast adjusting speed and small overshoot. The central control unit based on STM32F103ZET6 is designed in this paper. The core circuit and PCB circuit board are completed according to the control requirements, and the programming of robot in manual mode and automatic mode is completed. At the same time, the tracking method based on preview control is designed, and the simulation model is built in MATLAB/simulink. The results show that the method has good response and robustness, and can meet the requirements of robot path tracking. The plant protection robot prototype designed and manufactured has completed the field trials. The experiments show that the robot can complete the path tracking in the vineyard environment and meet the needs of the plant protection operation in the different production cycles of large-scale vineyards.
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1975858