田间道路无人驾驶搬运车自动循迹行驶控制策略

摘要

实现农用搬运车在田间道路上无人驾驶能显著降低劳动强度、提高工作效率,但田间道路曲率变化大、起伏不平等特点使搬运车的自动行驶不易控制.提出一种分段PID控制[比例(proportion)-积分(integral)-微分(derivative)控制器,简称PID控制]并预瞄前方路径的自动循迹行驶控制策略,根据自动循迹行驶状况自适应地调节PID参数,同时预瞄前方路径的曲率修正PID控制系统使搬运车对弯曲的道路提前做出相应的转向动作以提高自动循迹行驶转向的平稳性.Simulink仿真分析结果表明,本控制策略有很好的控制效果,不管是直线道路还是曲线道路,控制系统都可以对偏差作出迅速、平稳的响应,且系统稳定后偏差很小.试验结果表明,搬运车以2 m/s的速度行驶时,直线道路自动循迹行驶最大偏差为5.7 cm,平均偏差为2.3 cm;曲线道路自动循迹行驶最大偏差为25.3 cm,平均偏差为15.1 cm,满足搬运车在田间道路上自动循迹行驶的控制要求.