15、自主拖拉机与水下航行器路径跟踪控制技术解析

自主拖拉机与水下航行器路径跟踪控制技术解析

在农业和海洋领域，自动化控制技术正发挥着越来越重要的作用。本文将深入探讨自主拖拉机的路径跟踪控制以及水下航行器在海洋环境中的路径跟踪问题，详细分析相关的控制算法、模型和控制器设计。

自主拖拉机路径跟踪控制

1. 车辆横向动力学模型
   • 车辆横向动力学模型包含多个参数，如 (b_0)、(b_1)、(a_0)、(a_1)、(a_2) 等，其表达式分别为：
   • (b_0 = \mu^2c_f c_r(l_f + l_r)v)
   • (b_1 = \mu c_f l_f mv^2)
   • (a_0 = \mu^2c_f c_r(l_f + l_r)^2 + \mu^2(c_rl_r - c_f l_f)mv^2)
   • (a_1 = \mu\left[c_f\left(J + l_f^2 m\right)+ c_r\left(J + l_r^2 m\right)\right]v)
   • (a_2 = Jmv^2)
   • 系统的传递函数 (G_v(s)) 为：
     [G_v(s) = \frac{9.682s + 258.5}{s^2 + 49.33s + 3.005}]
2. 转向执行器
   • 所采用的转向执行器类似于 Trimble 的 EZ Pilot 系统中的直流电机，具体为 DCM50202 电机，其功率为 50 W，电源电压为 24 V