基于MPC算法的无人驾驶插秧机控制系统研究

作者：王玉亮; 李汉卿; 陈兆英; 石绍军; 陈国防; 王金星^*

来源：农机化研究, 2023, 45(03): 106-112.

DOI：10.13427/j.cnki.njyi.2023.03.029

• 插秧机
• RTK-GPS北斗定位
• 电动方向盘
• MPC
• 无人驾驶

针对水稻插秧机无人驾驶需求，以井关PZ60型插秧机为试验平台，采用RTK-GPS北斗定位技术获取插秧机无人驾驶所需的高精度位置信息，以华测领航员NX300电动方向盘为执行元件实现无人驾驶插秧机转向操作。基于CAN总线设计了插秧机无人驾驶系统，通过CANOPEN协议与电动方向盘、上位机等进行通信，对待作业地块进行路径规划，用直线段与拐弯段填充作业路径，建立插秧机运动学模型。同时，提出了一种基于线性时变模型预测控制的路径跟踪算法，控制插秧机按规划路径进行直线追踪和地头转弯，实现了插秧机无人驾驶。进行插秧机无人驾驶田间试验，结果表明：基于MPC算法的控制器能够使无人驾驶插秧机车速1m/s时，有效跟踪预定义路线，直线段跟踪误差最大2.02cm,满足插秧机无人驾驶精度要求。

• 单位
  山东农业大学; 电子工程学院