[发明专利]一种株间机械除草爪齿避苗控制方法

摘要

本发明公开了一种株间机械除草爪齿避苗控制方法，包括确定除草爪齿运动轨迹方程和相关参数，采用与前进速度匹配的目标角速率PID控制器获得稳定和准确的除草爪齿转速，由爪齿运动轨迹方程、前进速度和实际角速率，前进速度误差和实际角速率误差得到除草爪齿预测运动轨迹，分析了除草爪齿预测运动轨迹和目标作物位置关系存在的三种除草爪齿碰撞目标作物的判断条件，根据判断结果可输出除草爪齿控制决策。本发明充分利用了余摆线运动株间除草原理，可提供精确可靠的株间除草爪齿旋转速度和避苗控制信号，适应于运用余摆线理论、具有避让目标作物功能的株间除草装置或系统，有利于提高株间机械除草的除草效果，降低伤苗率。

主权项

一种株间机械除草爪齿避苗控制方法，其特征在于包括下述步骤：一、根据除草爪齿的前进速度、实际角速度、运行时间、爪齿初始圆心角、相邻爪齿间圆心角、爪齿旋转半径，以及除草爪齿旋转中心与目标作物行中心的距离的函数关系，确定除草爪齿的运动轨迹；二、根据除草爪齿的旋转线速度与前进速度之比，计算出速比；三、转速控制器根据速比、除草爪齿的前进速度、爪齿旋转半径的函数关系，计算出与前进速度匹配的目标角速率，转速控制器将目标角速率输入到PID控制器；四、PID控制器向驱动器输出控制信号，驱动器根据控制信号调节电机转速；电机驱动除草爪齿的旋转，控制除草爪齿主轴旋转角速率；转速传感器测量除草爪齿主轴旋转角速率并反馈至PID控制器输入端，转速传感器与转速控制器、PID控制器、驱动器、电机形成控制闭环，控制除草爪齿的转速；五、根据除草爪齿的爪齿旋转半径、前进速度和目标角速率，以及前进速度和目标角速率的误差预测除草爪齿的运动轨迹；六、避苗控制器根据预测的除草爪齿运动轨迹和目标作物信息判断是否需要避让目标作物；七、若满足避苗条件，避苗控制器向执行机构发出信号控制除草爪齿的爪齿旋转半径减小；若未满足避苗条件，除草爪齿的爪齿旋转半径保持原旋转半径进入株间区域除草。