本文選題：植保機器人 + 自動轉向��； 參考：《濟南大學》2017年碩士論文

【摘要】：植保機器人是一種具有高度自適應能力、適合于復雜的非結構化的農業作業環境中的機器人系統。本文對植保機器人傳動與控制系統進行了詳盡的研究,結合葡萄園噴藥作業實際情況,搭建了機器人移動平臺,采用模糊PID與預瞄控制相結合實現自動轉向任務和路徑跟隨,并通過試驗驗證了跟蹤效果的有效性,提高了植保機器人在葡萄園農田環境的魯棒性和適應性。研究內容分為以下幾個方面:本文基于植保機器人移動平臺闡述了機器人驅動方式及傳動系統的基本架構,并以此為基礎搭建了機器人的移動平臺,為機器人的自動控制提供可能。機器人轉向性能將直接影響作業效率,論文重點分析了機器人梯形轉向模型的設計及流程,伺服轉向采用基于方向盤轉角傳感器的模糊PID閉環控制策略,在搭建的仿真模型中可看到模糊PID自動轉向系統具有調節速度快,超調量小的優點。文中設計了基于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,完成了機器人手動模式及自動模式下程序的編寫。同時,本文設計了基于預瞄控制的跟蹤方法,并在MATLAB/simulink中搭建了仿真模型,結果表明,該路徑跟蹤方法有較好的響應及魯棒性,可以滿足機器人路徑跟蹤的要求。設計制造的植保機器人樣機已經完成田間試驗工作,試驗表明,機器人能較好的完成葡萄園作業環境下的路徑跟蹤,滿足大規模葡萄園不同生產周期內的植保作業需求。
[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.
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：1975858