[发明专利]一种液压传动控制履带拖拉机转弯半径控制方法

说明书

一种液压传动控制履带拖拉机转弯半径控制方法，该方法基于高斯混合模型进行液压传动控制履带拖拉机转弯半径控制，包括如下步骤：根据液压传动控制履带拖拉机的结构，得到拖拉机的转弯半径数学模型；根据所述转弯半径数学模型改造所述拖拉机的行走控制装置和转向装置，通过电动推杆控制履带拖拉机的行走和转向；根据电控性能，取所述拖拉机行走和转向的每个控制位置组合的多个样本，得到所述拖拉机转弯半径的高斯混合模型；以及求出所述拖拉机需转弯半径在所述高斯混合模型中占比重最高的高斯模型，得到所述拖拉机需转弯半径的最优电控位置组合。本发明解决了液压传动控制履带拖拉机转弯半径无法精确控制的问题。

技术领域

本发明涉及车辆自动驾驶技术，特别是一种基于高斯混合模型的液压传动控制履带拖拉机转弯半径控制方法。

背景技术

随着我国农机合作社和农场作业模式的发展，农机和土地都呈现集中化趋势，农业生产对智能农机装备的需求愈加迫切。相比于轮式拖拉机，履带拖拉机具有转向灵活、接地比压低等特点，广泛适用于水田作业，对其自动驾驶技术进行研究有助于提高作业效率，符合我国当前农业发展需要。

液压传动控制履带拖拉机采用差速转向，拖拉机的转弯半径和方向盘转向角度不是固定比例关系，轮式拖拉机一些成熟的自动导航技术很难应用到履带拖拉机领域。履带拖拉机自动导航常用航向跟踪算法，该算法中，位置偏差和航向偏差最终统一转化为航向偏差，准确的航向跟踪是实现路径跟踪的前提条件，此类控制方法只考虑到期望航向和实际航向的偏差，在导航过程中的误差较大。且履带拖拉机转弯半径和方向盘转角不是定比关系，很难实现导航过程中的自动掉头。为充分利用轮式拖拉机导航研究成果、提高履带拖拉机导航精度并且实现自动掉头功能，亟需一种实现准确转弯半径的控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述问题，提供一种基于高斯混合模型的液压传动控制履带拖拉机转弯半径控制方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种液压传动控制履带拖拉机转弯半径控制方法，其中，该方法基于高斯混合模型进行液压传动控制履带拖拉机转弯半径控制，包括如下步骤：

S100、根据液压传动控制履带拖拉机的结构，得到拖拉机的转弯半径数学模型；

S200、根据所述转弯半径数学模型改造所述拖拉机的行走控制装置和转向装置，通过电动推杆控制履带拖拉机的行走和转向；

S300、根据电控性能，取所述拖拉机行走和转向的每个控制位置组合的多个样本，得到所述拖拉机转弯半径的高斯混合模型；

S400、求出所述拖拉机需转弯半径在所述高斯混合模型中占比重最高的高斯模型，得到所述拖拉机需转弯半径的最优电控位置组合。

上述的液压传动控制履带拖拉机转弯半径控制方法，其中，步骤S100进一步包括：

S101、根据液压控制履带拖拉机的行走机构结构，计算得到所述拖拉机的行走机构整体式液压传动装置的柱塞泵流量，并进而得到行走机构定量马达的输出轴转速；

S102、计算得到所述拖拉机的转向机构提供到驱动轮的转速大小；

S103、根据履带拖拉机转弯半径，得到所述拖拉机的转弯半径数学模型。

上述的液压传动控制履带拖拉机转弯半径控制方法，其中，步骤S101采用如下公式计算所述柱塞泵流量：

其中，i₁为发动机输出轴和行走机构柱塞泵输入轴传动比，d₁为行走机构柱塞泵柱塞直径，D₁为行走机构柱塞泵柱塞分布圆盘直径，γ₁为行走机构柱塞泵斜盘倾斜角度，z₁为行走机构柱塞泵柱塞数量，n为发动机转速，η_V泵行为行走机构柱塞泵容积效率；