引用本文:丁世宏,姜月霞,赵德安,林相泽.输入饱和情况下农用拖拉机的直线导航控制[J].控制理论与应用,2013,30(10):1287~1293.[点击复制]
DING Shi-hong,JIANG Yue-xia,ZHAO De-an,LIN Xiang-ze.The straight-line navigation control of an agricultural tractor subject to input saturation[J].Control Theory and Technology,2013,30(10):1287~1293.[点击复制]
输入饱和情况下农用拖拉机的直线导航控制
The straight-line navigation control of an agricultural tractor subject to input saturation
摘要点击 2831  全文点击 2258  投稿时间:2013-01-11  修订日期:2013-04-09
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DOI编号  10.7641/CTA.2013.30034
  2013,30(10):1287-1293
中文关键词  农用拖拉机  路径跟踪  控制器设计  稳定性
英文关键词  agricultural tractor  path tracking  controller design  stability
基金项目  国家自然科学基金资助项目(61203014, 61203054); 江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PAPD, 苏政办发(2011)6号); 教育部博士点新教师基金资助项目(20113227120002); 复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室开放基金资助项目(MCCSE2012A01); 江苏省自然科学基金资助项目(BK2012283).
作者单位E-mail
丁世宏* 江苏大学 机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室
东南大学 复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室 
dsh@ujs.edu.cn 
姜月霞 江苏大学 机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室  
赵德安 江苏大学 机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室  
林相泽 南京农业大学 工学院  
中文摘要
      本文以农用拖拉机为研究对象, 提出了一种基于饱和方法的直线路径跟踪导航算法. 该算法可以为农用拖拉机导航中普遍存在的输入饱和控制问题提供一种有效的解决办法. 首先, 基于直线导航系统运动学模型, 将其线性化得到易于控制设计的线性系统模型. 其次, 设计非饱和控制器, 使得系统在该非饱和控制器作用下全局镇定. 最后, 结合饱和函数和非饱和控制器, 构造出饱和控制器, 并证明在该饱和控制器作用下系统全局渐近稳定. 该控制方案的优点在于: 控制器结构较为简单, 且饱和控制器中从外到内的饱和度并不需要按照递减顺序选取, 从而提高了闭环系统的收敛性能. 仿真结果验证了上述方法的有效性.
英文摘要
      For an agricultural tractor, a linear path-tracking navigation algorithm is developed by using the saturation method, providing an effective solution to the ubiquitous input saturation control problem in agricultural tractor navigation. First, based upon the kinematics of the straight-linear navigation system, a linear system model for control design is obtained by linearization. Secondly, a non-saturated controller is designed to stabilize the system globally. Finally, by integrating a saturation function with the non-saturated controller, we obtain a saturated controller under which the closed-loop system is globally asymptotically stable. This controller is simple in structure without the need of sequential decrement of restriction on the saturation levels from outside to inside, thus improving the convergence of the closed-loop system. Simulation results validate the effectiveness of the proposed method.