基于ARMA的插秧机田间行驶姿态预测

摘要

为减小水田不平度对农业机械精准作业品质的影响,进一步提高农机装备工作效率,从系统控制角度出发,提出将预测算法应用于农机具的姿态补偿控制。在分析自回归滑动平均模型(Auto-regressive and moving average,ARMA)建模原理和适用性的基础上,对车载GPS/INS组合导航系统采集的插秧机田间行走侧倾角序列进行ARMA建模及提前预测,单次预测时长为1 s和2 s,预测总时长为30 s;对GPS/INS组合导航系统所采集的原始值以2 Hz、5 Hz和10 Hz 3种频率输出,以比较不同频率的数据建模对姿态预测精度的影响。结果表明:ARMA模型可有效预测插秧机未来1~2 s内的姿态变化趋势;对于同一频率的样本,提前2 s预测精度均低于提前1 s预测精度,但差异不明显;以3种频率数据分别作样本时5 Hz样本预测效果最好,其提前1 s预测均方根误差和误差标准差分别为0.656 7°、0.656 5°,提前2 s预测均方根误差和误差标准差分别为0.671 2°、0.676 9°。