CN108528525B - 一种农用装载车转向控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农用装载车转向控制系统，包括：转向器，控制器，死区补偿器，反馈检测器；所述转向器用于控制所述农用装载车转向，并将转向的位置信息传送到所述控制器，所述死区补偿器传送需补偿的死区宽度给所述控制器，所述控制器根据所述位置信息以及所述需补充的死区宽度，对农用装载车进行转向控制，所述反馈检测器用于检测补偿死区宽度是否准确，并反馈给所述控制器。本发明能够在控制农用装载车转向时，充分考虑转向的死区，进行死区补偿，提高转向控制的精度。
Description
技术领域
本发明属于农用车转向技术领域，特别涉及一种农用装载车转向控制系统。
背景技术
现有技术中，农用车辆需要重复性进行反复转向操作，在进行农业操作时，面对的地形常常是不规则的，然而，农用装载车等农用车经常会遇到转向控制与实际控制存在一定的差异，这种差异导致农用车使用时，控制不够准确，尤其是在重复操作后，这种差异会改变，在一段时间后，这种差异会加大，导致操作者操作农用车时非常费力，因此，给用户带来了操作上的极大的不便捷性。严重时，可能会造成安全问题。
发明内容
为解决上述技术问题：本发明 提出一种农用装载车转向控制系统，包括：转向器，控制器，死区补偿器，反馈检测器；所述转向器用于控制所述农用装载车转向，并将转向的位置信息传送到所述控制器，所述死区补偿器传送需补偿的死区宽度给所述控制器，所述控制器根据所述位置信息以及所述需补充的死区宽度，对农用装载车进行转向控制，所述反馈检测器用于检测补偿死区宽度是否准确，并反馈给所述控制器。
所述的农用装载车转向控制系统，还包括角度传感器，计时模块，驱动器，所述角度传感器和计时模块将检测的角度和计算的时间传输给控制器，所述计时模块包括第一、第二、第三、第四计时模块；所述驱动器包括液压转向部件。
所述的农用装载车转向控制系统，所述转向器包括圆盘方向控制器、刻度盘、刻度计数器；所述刻度计数器用于读取所述圆盘方向控制器在刻度盘转过的具体刻度数，将所述刻度数转换为数字信号，传送到所述控制器。
所述的农用装载车转向控制系统，所述死区补偿器包括：位置计算模块、平均值计算模块、死区计算模块、输出控制模块，通讯模块；
所述位置计算模块控制农用装载车向第一方向转向最大值，重复n次，测量并记录每次转向的具体转向角度，n为大于或等于2的自然数；
选取其中最大转向的值作为第一标准值，计算所述第一标准值与其他n-1次转向角度的第一差值，所述平均值计算模块求取所述第一差值的平均值S1；
所述第一计时模块，测量并记录在第一方向上每次转向到最大值的第一时间T1；计算所述第一时间T1的平均时间T1av,所述第一标准值除以所述平均时间T1av，得到第一基准速度V1；
所述位置计算模块控制农用转载车向第一方向转向小于最大值的任意一角度，重复m次，测量并记录每次转向的具体转向角度，m为大于或等于2的自然数；
计算m次具体转向角度的平均值，选取作为第二标准值，计算所述第二标准值与其他m-1次转向角度的第二差值，所述平均值计算模块以第二差值的绝对值计算第二差值的平均值S2；
所述第二计时模块，测量并记录在第一方向上每次转向到所述任意一角度的第二时间T2；计算所述第二时间T2的平均时间T2av,所述第二标准值除以所述平均时间T2av，得到二基准速度V2；
所述死区计算模块计算第一死区宽度L1, ；
所述通讯模块用于通过有线方式或无线方式与所述控制器进行通讯。
所述的农用装载车转向控制系统，所述位置计算模块控制农用装载车向第二方向转向最大值，重复n次，测量并记录每次转向的具体转向角度，n为大于或等于2的自然数；
选取其中最大转向的值作为第三标准值，计算所述第三标准值与其他n-1次转向角度的第三差值，所述平均值计算模块求取所述第三差值的平均值S3；
所述第三计时模块，测量并记录在第二方向上每次转向到最大值的第三时间T3；计算所述第三时间T3的平均时间T3av,所述第三标准值除以所述平均时间T3av，得到第三基准速度V1；
所述位置计算模块控制农用转载车向第二方向转向小于最大值的任意一角度，重复m次，测量并记录每次转向的具体转向角度，m为大于或等于2的自然数；
计算m次具体转向角度的平均值，选取作为第四标准值，计算所述第四标准值与其他m-1次转向角度的第四差值，所述平均值计算模块以第四差值的绝对值计算第四差值的平均值S4；
所述四计时模块，测量并记录在第二方向上每次转向到所述任意一角度的第四时间T4；计算所述第四时间T4的平均时间T4av,所述第四标准值除以所述平均时间T4av，得到四基准速度V4；
所述死区计算模块计算第二死区宽度L2,。
所述的农用装载车转向控制系统，所述输出控制模块计算所述第一死区宽度L1和第二死区宽度L2的差值，当所述差值大于零时，判断所述差值是否大于第一预设差值阈值，如果大于所述第一预设差值阈值，将所述差值除以2得到第一死区偏差值，计算死区值，即将所述第一死区宽度L1减去所述第一死区偏差值，所述第二死区宽度L2加上所述第一死区偏差值，存储上述死区值；当所述差值等于零时，存储所述第一死区宽度L1和所述第二死区宽度L2的相同值；当所述差值小于零时，判断所述差值是否小于第二预设差值阈值，如果小于所述第二预设差值阈值，将所述差值除以2得到第二死区偏差值，计算死区值，即将所述第一死区宽度L1减去所述第二死区偏差值，所述第二死区宽度L2加上所述第二死区偏差值，存储上述死区值。
所述的农用装载车转向控制系统，所述有线方式包括CAN总线、串口通讯，所述无线方式包括3G、4G、5G、GPRS、蓝牙、ZigBee。
所述的农用装载车转向控制系统，所述控制器包括单片机、DSP、ARM。
所述的农用装载车转向控制系统，所述控制器和所述死区补偿器使用双电源供电，所述双电源包括燃料电池和锂电池，所述燃料电池作为主电池，所述锂电池作为备用电池，燃料电池能够给锂电池充电。
所述的农用装载车转向控制系统，所述双电源供电还包括剩余电量检测单元、燃料检测单元、切换单元，所述剩余电量检测单元实时检测所述燃料电池电量，当所述燃料电池电量低于第一电量阈值时，启动燃料检测单元，实时监控燃料电池的燃料剩余量，当燃料电池电量低于第二电量阈值时，传送控制信号到所述切换单元，切换到所述锂电池供电。。
本发明能够综合多个农用装载车的参数，进行死区检测，方便准确进行死区补偿，同时，能够针对不同转向上进行综合分析，防止不同方向上死区不对等，综合考虑两个方向上的死区相同和不同值，进行两个方向的校正，有效准确的控制两个方向上死区。提升农用装载车准确转向。本发明能够在控制农用装载车转向时，充分考虑转向的死区，进行死区补偿，提高转向控制的精度。同时，通过双电源给转向控制器以及死区补偿器供电，确保转向控制器的稳定性。
附图说明
图1为本发明农用装载车转向控制系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明 作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本发明 进行进一步的说明，不能理解为对本发明 保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述发明 内容对本发明 作出一些非本质的改进和调整。
如图1所示，为本发明农用装载车转向控制系统示意图，包括：转向器，控制器，死区补偿器，反馈检测器；所述转向器用于控制所述农用装载车转向，并将转向的位置信息传送到所述控制器，所述死区补偿器传送需补偿的死区宽度给所述控制器，所述控制器根据所述位置信息以及所述需补充的死区宽度，对农用装载车进行转向控制，所述反馈检测器用于检测补偿死区宽度是否准确，并反馈给所述控制器。
所述的农用装载车转向控制系统，还包括角度传感器，计时模块，驱动器，所述角度传感器和计时模块将检测的角度和计算的时间传输给控制器，所述计时模块包括第一、第二、第三、第四计时模块；所述驱动器包括液压转向部件。
所述的农用装载车转向控制系统，所述转向器包括圆盘方向控制器、刻度盘、刻度计数器；所述刻度计数器用于读取所述圆盘方向控制器在刻度盘转过的具体刻度数，将所述刻度数转换为数字信号，传送到所述控制器。
所述的农用装载车转向控制系统，所述死区补偿器包括：位置计算模块、平均值计算模块、死区计算模块、输出控制模块，通讯模块；
所述位置计算模块控制农用装载车向第一方向转向最大值，重复n次，测量并记录每次转向的具体转向角度，n为大于或等于2的自然数；
选取其中最大转向的值作为第一标准值，计算所述第一标准值与其他n-1次转向角度的第一差值，所述平均值计算模块求取所述第一差值的平均值S1；
所述第一计时模块，测量并记录在第一方向上每次转向到最大值的第一时间T1；计算所述第一时间T1的平均时间T1av,所述第一标准值除以所述平均时间T1av，得到第一基准速度V1；
所述位置计算模块控制农用转载车向第一方向转向小于最大值的任意一角度，重复m次，测量并记录每次转向的具体转向角度，m为大于或等于2的自然数；
计算m次具体转向角度的平均值，选取作为第二标准值，计算所述第二标准值与其他m-1次转向角度的第二差值，所述平均值计算模块以第二差值的绝对值计算第二差值的平均值S2；
所述第二计时模块，测量并记录在第一方向上每次转向到所述任意一角度的第二时间T2；计算所述第二时间T2的平均时间T2av,所述第二标准值除以所述平均时间T2av，得到二基准速度V2；
所述死区计算模块计算第一死区宽度L1,；
所述通讯模块用于通过有线方式或无线方式与所述控制器进行通讯。
所述的农用装载车转向控制系统，所述位置计算模块控制农用装载车向第二方向转向最大值，重复n次，测量并记录每次转向的具体转向角度，n为大于或等于2的自然数；
选取其中最大转向的值作为第三标准值，计算所述第三标准值与其他n-1次转向角度的第三差值，所述平均值计算模块求取所述第三差值的平均值S3；
所述第三计时模块，测量并记录在第二方向上每次转向到最大值的第三时间T3；计算所述第三时间T3的平均时间T3av,所述第三标准值除以所述平均时间T3av，得到第三基准速度V1；
所述位置计算模块控制农用转载车向第二方向转向小于最大值的任意一角度，重复m次，测量并记录每次转向的具体转向角度，m为大于或等于2的自然数；
计算m次具体转向角度的平均值，选取作为第四标准值，计算所述第四标准值与其他m-1次转向角度的第四差值，所述平均值计算模块以第四差值的绝对值计算第四差值的平均值S4；
所述第 四计时模块，测量并记录在第二方向上每次转向到所述任意一角度的第四时间T4；计算所述第四时间T4的平均时间T4av,所述第四标准值除以所述平均时间T4av，得到四基准速度V4；
所述死区计算模块计算第二死区宽度L2,。
所述的农用装载车转向控制系统，所述输出控制模块计算所述第一死区宽度L1和第二死区宽度L2的差值，当所述差值大于零时，判断所述差值是否大于第一预设差值阈值，如果大于所述第一预设差值阈值，将所述差值除以2得到第一死区偏差值，计算死区值，即将所述第一死区宽度L1减去所述第一死区偏差值，所述第二死区宽度L2加上所述第一死区偏差值，存储上述死区值；当所述差值等于零时，存储所述第一死区宽度L1和所述第二死区宽度L2的相同值；当所述差值小于零时，判断所述差值是否小于第二预设差值阈值，如果小于所述第二预设差值阈值，将所述差值除以2得到第二死区偏差值，计算死区值，即将所述第一死区宽度L1减去所述第二死区偏差值，所述第二死区宽度L2加上所述第二死区偏差值，存储上述死区值。
所述的农用装载车转向控制系统，所述有线方式包括CAN总线、串口通讯，所述无线方式包括3G、4G、5G、GPRS、蓝牙、ZigBee。
所述的农用装载车转向控制系统，所述控制器包括单片机、DSP、ARM。
所述的农用装载车转向控制系统，所述控制器和所述死区补偿器使用双电源供电，所述双电源包括燃料电池和锂电池，所述燃料电池作为主电池，所述锂电池作为备用电池，燃料电池能够给锂电池充电。
所述的农用装载车转向控制系统，所述双电源供电还包括剩余电量检测单元、燃料检测单元、切换单元，所述剩余电量检测单元实时检测所述燃料电池电量；
当所述燃料电池电量低于第一电量阈值时，启动燃料检测单元，实时监控燃料电池的燃料剩余量，当燃料电池电量处于第二电量阈值与第一电量阈值之间时，判断燃料电池的燃料剩余量是否低于第一燃料剩余阈值，如果是，则进行切换到锂电池供电，如果否，则判断燃料电池的燃料剩余量是否处于于第一燃料剩余阈值与第二燃料剩余阈值之间，如果时，则处于燃料预警状态，提醒需要增加燃料；如果高于第二燃料剩余阈值，则继续监测燃料电池的剩余电量；
当燃料电池电量低于第二电量阈值时，传送控制信号到所述切换单元，切换到所述锂电池供电。
本发明 能够综合多个农用装载车的参数，进行死区检测，方便准确进行死区补偿，同时，能够针对不同转向上进行综合分析，防止不同方向上死区不对等，综合考虑两个方向上的死区相同和不同值，进行两个方向的校正，有效准确的控制两个方向上死区。提升农用装载车准确转向。本发明能够在控制农用装载车转向时，充分考虑转向的死区，进行死区补偿，提高转向控制的精度。同时，通过双电源给转向控制器以及死区补偿器供电，确保转向控制器的稳定性。
本发明的死区补偿器能够是外设于农用车的独立系统或者是集成安装在农用车的校正系统，用户可以将独立系统用于校正不同的农用车，达到校正多个农用车的目的，节约使用成本。通过无线方式，能够实现远程控制终端控制农用车的死区补偿，补充转向控制系统，操作简便。
Claims (7)
1.一种农用装载车转向控制系统，其特征在于，包括：转向器，控制器，死区补偿器，反馈检测器；所述转向器用于控制所述农用装载车转向，并将转向的位置信息传送到所述控制器，所述死区补偿器传送需补偿的死区宽度给所述控制器，所述控制器根据所述位置信息以及所述需补充的死区宽度，对农用装载车进行转向控制，所述反馈检测器用于检测补偿死区宽度是否准确，并反馈给所述控制器；还包括角度传感器，计时模块，驱动器，所述角度传感器和计时模块将检测的角度和计算的时间传输给控制器，所述计时模块包括第一、第二、第三、第四计时模块；所述驱动器包括液压转向部件；所述转向器包括圆盘方向控制器、刻度盘、刻度计数器；所述刻度计数器用于读取所述圆盘方向控制器在刻度盘转过的具体刻度数，将所述刻度数转换为数字信号，传送到所述控制器；所述死区补偿器包括：位置计算模块、平均值计算模块、死区计算模块、输出控制模块，通讯模块；
所述位置计算模块控制农用装载车向第一方向转向最大值，重复n次，测量并记录每次转向的具体转向角度，n为大于或等于2的自然数；
选取其中最大转向的值作为第一标准值，计算所述第一标准值与其他n-1次转向角度的第一差值，所述平均值计算模块求取所述第一差值的平均值S1；
所述第一计时模块，测量并记录在第一方向上每次转向到最大值的第一时间T1；计算所述第一时间T1的平均时间T1av,所述第一标准值除以所述平均时间T1av，得到第一基准速度V1；
所述位置计算模块控制农用转载车向第一方向转向小于最大值的任意一角度，重复m次，测量并记录每次转向的具体转向角度，m为大于或等于2的自然数；
计算m次具体转向角度的平均值，选取作为第二标准值，计算所述第二标准值与其他m-1次转向角度的第二差值，所述平均值计算模块以第二差值的绝对值计算第二差值的平均值S2；
所述第二计时模块，测量并记录在第一方向上每次转向到所述任意一角度的第二时间T2；计算所述第二时间T2的平均时间T2av,所述第二标准值除以所述平均时间T2av，得到第二基准速度V2；
所述死区计算模块计算第一死区宽度L1, ；
所述通讯模块用于通过有线方式或无线方式与所述控制器进行通讯。
2.如权利要求1所述的农用装载车转向控制系统，其特征在于，所述位置计算模块控制农用装载车向第二方向转向最大值，重复n次，测量并记录每次转向的具体转向角度，n为大于或等于2的自然数；
选取其中最大转向的值作为第三标准值，计算所述第三标准值与其他n-1次转向角度的第三差值，所述平均值计算模块求取所述第三差值的平均值S3；
所述第三计时模块，测量并记录在第二方向上每次转向到最大值的第三时间T3；计算所述第三时间T3的平均时间T3av,所述第三标准值除以所述平均时间T3av，得到第三基准速度V1；
所述位置计算模块控制农用转载车向第二方向转向小于最大值的任意一角度，重复m次，测量并记录每次转向的具体转向角度，m为大于或等于2的自然数；
计算m次具体转向角度的平均值，选取作为第四标准值，计算所述第四标准值与其他m-1次转向角度的第四差值，所述平均值计算模块以第四差值的绝对值计算第四差值的平均值S4；
所述第四计时模块，测量并记录在第二方向上每次转向到所述任意一角度的第四时间T4；计算所述第四时间T4的平均时间T4av,所述第四标准值除以所述平均时间T4av，得到四基准速度V4；
所述死区计算模块计算第二死区宽度L2,。
3.如权利要求2所述的农用装载车转向控制系统，其特征在于，所述输出控制模块计算所述第一死区宽度L1和第二死区宽度L2的差值，当所述差值大于零时，判断所述差值是否大于第一预设差值阈值，如果大于所述第一预设差值阈值，将所述差值除以2得到第一死区偏差值，计算死区值，即将所述第一死区宽度L1减去所述第一死区偏差值，所述第二死区宽度L2加上所述第一死区偏差值，存储上述死区值；当所述差值等于零时，存储所述第一死区宽度L1和所述第二死区宽度L2的相同值；当所述差值小于零时，判断所述差值是否小于第二预设差值阈值，如果小于所述第二预设差值阈值，将所述差值除以2得到第二死区偏差值，计算死区值，即将所述第一死区宽度L1减去所述第二死区偏差值，所述第二死区宽度L2加上所述第二死区偏差值，存储上述死区值。
4.如权利要求3所述的农用装载车转向控制系统，其特征在于，所述有线方式包括CAN总线、串口通讯，所述无线方式包括3G、4G、5G、GPRS、蓝牙、ZigBee。
5.如权利要求4所述的农用装载车转向控制系统，其特征在于，所述控制器包括单片机、DSP、ARM。
6.如权利要求5所述的农用装载车转向控制系统，其特征在于，所述控制器和所述死区补偿器使用双电源供电，所述双电源包括燃料电池和锂电池，所述燃料电池作为主电池，所述锂电池作为备用电池，燃料电池能够给锂电池充电。
7.如权利要求6所述的农用装载车转向控制系统，其特征在于，所述双电源供电还包括剩余电量检测单元、燃料检测单元、切换单元，所述剩余电量检测单元实时检测所述燃料电池电量，当所述燃料电池电量低于第一电量阈值时，启动燃料检测单元，实时监控燃料电池的燃料剩余量，当燃料电池电量低于第二电量阈值时，传送控制信号到所述切换单元，切换到所述锂电池供电。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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