CN112053554A - 一种农机巡航切换过程的控制方法、装置及农机 - Google Patents

一种农机巡航切换过程的控制方法、装置及农机 Download PDF

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CN112053554A CN202010717753.XA CN202010717753A CN112053554A CN 112053554 A CN112053554 A CN 112053554A CN 202010717753 A CN202010717753 A CN 202010717753A CN 112053554 A CN112053554 A CN 112053554A
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Abstract

本发明提出了一种农机巡航切换过程的控制方法、装置及农机,涉及农用机械技术领域,计算农机的实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV;对于设定的常数组Ci,确定计算式|ΔV‑Ci|的最小值min|ΔV‑Ci|所对应的元素Ck;根据元素Ck,选择相应的规划数组Fk;并通过以上过程不断更新规划数组Fk;判断农机的加速度A是否超过加速度阈值;当农机的加速度A不超过加速度阈值时,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;当农机的加速度A超过加速度阈值时,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。本申请改善了现有农机巡航切换过程中存在的运动不平稳、速度慢、安全等问题,并提高了驾驶员乘坐的舒适性。

Description

一种农机巡航切换过程的控制方法、装置及农机
技术领域
本申请涉及农用机械技术领域,尤其涉及一种农机巡航切换过程的控制方法、装置及农机。
背景技术
农机主要包括拖拉机、收获机、耕整种植机、低速载货汽车等,主要用于田间作业。农机工作环境的特点为:地块形状为规则或不规则几何图形;场地可能有上下坡等起伏缓变地形,也可能有小沟、小坎、石块等突变地形;场地内或场地边缘可能有不可碰撞、不可接近物体,例如边界墙、树、建筑物等;场地内可能有其他农机在作业,或者多台农机协同作业。
不同类型的农机,其工作过程可以划分为两部分:行驶和作业,行驶是指农机在场地内的按要求的运动;作业是指农机与农田、农作物、其他农机发生相互作用。因此,农机的重要组成部分包括行驶机构和工作装置,行驶机构和工作装置又分别有其驱动装置、状态检测装置、控制装置和辅助装置。
农机进入巡航时,驾驶员通过本地巡航开关将其所驾驶的农机调节到巡航状态,并通过巡航速度调节装置对目标巡航速度进行设置,巡航开关和巡航速度调节数据输入控制器。控制器需要通过调节农机的速度进入到目标巡航状态。现有的农机一般采用驾驶员驾驶和作业,劳动强度大,对驾驶员的要求高,不利于农机作业的效率、安全、节能等。农机在切换到巡航状态的过程中存在的运动不平稳、速度慢等问题。具体来说,农机在特有的地面和地形因素影响下,农机在切换到巡航状态的过程中加速度和速度如果控制不合理,可能导致运行不平稳、速度过慢、效率低,甚至安全问题。
发明内容
本申请所要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述不足,提出一种农机巡航切换过程的控制方法、装置及农机,以改善现有农机巡航切换过程中存在的运动不平稳、速度慢、安全等问题,并提高了驾驶员乘坐的舒适性。
该农机巡航切换过程的控制方法包括:
步骤S101,计算农机的实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV;
步骤S102,对于设定的常数组Ci=【C1、C2、……、Cn】,确定计算式|ΔV-Ci|的最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck;其中,n为自然数,i=1、2、3、……、n;
步骤S103,根据最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck,在多个预先设定的规划数组Fi=【Si1、Si2、Si3、……】(i=1、2、……、n)中选择相应的规划数组Fk;其中,常数组中的元素Ci与输出数组Fi一一对应;
步骤S104,以预设的时间间隔不断通过步骤S101至步骤S103更新规划数组Fk;
步骤S105,不断采集农机的加速度A;
步骤S106,判断农机的加速度A是否超过加速度阈值;当农机的加速度A不超过加速度阈值时,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;当农机的加速度A超过加速度阈值时,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
进一步地,步骤S105具体为:
不断采集农机在x方向的加速度Ax;其中,x方向为农机的前进方向。
进一步地,步骤S105具体包括:
不断采集农机在y方向上的加速度Ay、z方向上的加速度Az;其中,x方向为农机的前进方向,y方向为竖直方向,z方向垂直于x方向和y方向;
步骤S106具体包括:
判断农机在y方向的加速度Ay是否超过第一加速度阈值Ay0,以及农机在z方向的加速度Az是否超过第二加速度阈值Az0;
当农机在y方向的加速度Ay不超过第一加速度阈值Ay0且农机在z方向的加速度Az不超过第二加速度阈值Az0,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;
当农机在y方向的加速度Ay超过第一加速度阈值Ay0或农机在z方向的加速度Az超过第二加速度阈值Az0,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
进一步地,步骤S104包括:
通过步骤S101至步骤S103生成新规划数组Fk,并将生成的新规划数组Fk与前一次生成的规划数组Fk进行比较;
若生成的新规划数组与前一次生成的规划数组为同一规划数组,则继续将前一次生成的规划数组确定为最新的规划数组Fk;
若生成的新规划数组与前一次生成的规划数组不为同一规划数组,则将生成的新规划数组确定为最新的规划数组Fk。
进一步地,还包括:
当实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV小于阈值时停止使用规划数组Fk中的数据元素生成控制信号输出。
进一步地,步骤S106中,输出的第一控制信号作用于农机的液压系统,以改变液压系统的流量;其中,规划数组Fi中的数据元素的数值大小对应控制信号的大小;控制信号增大液压系统中用于驱动的流量增大。
进一步地,还包括:
响应于接收到退出巡航的控制指令,停止使用规划数组Fk中的数据元素生成控制信号输出。
另一方面,本申请还提出了一种农机巡航切换过程的控制装置,包括:
计算模块,用于计算农机的实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV;
确定模块,用于对于设定的常数组Ci=【C1、C2、……、Cn】,确定计算式|ΔV-Ci|的最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck;其中,n为自然数,i=1、2、3、……、n;
选择模块,用于根据最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck,在多个预先设定的规划数组Fi=【Si1、Si2、Si3、……】(i=1、2、……、n)中选择相应的规划数组Fk;其中,常数组中的元素Ci与输出数组Fi一一对应;
更新模块,用于以预设的时间间隔不断通过计算模块、确定模块、选择模块更新规划数组Fk;
采集模块,用于不断采集农机的加速度A;
输出模块,用于判断农机的加速度A是否超过加速度阈值;当农机的加速度A不超过加速度阈值时,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;当农机的加速度A超过加速度阈值时,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
另一方面,本申请还提出了一种农机,该农机具有以上的农机巡航切换过程的控制装置。
另一方面,本申请还提出了一种农机,该农机具有一控制器;其中,该控制器用于运行程序,该程序运行时执行以上任一种农机巡航切换过程的控制方法。
在本申请中,农机巡航切换过程的控制方法包含:计算农机的实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV;通过速度差值ΔV与常数组Ci中的数据进行差值匹配,进而选择相应的规划数组Fi,并不断更新;然后采集农机的加速度;在加速度不超过阈值的情况下,控制器依次使用规划数组Fk中的数据元素生成控制信号输出。当农机的加速度A超过加速度阈值时,农机的加速度不再增加。本申请的技术方案具有如下技术效果:第一、本申请通过模拟有经验的驾驶员的操作,克服了这些问题,提高了农机在切换到巡航状态的过程中运行的稳定性,并可以取得较高的效率和速度。第二、改善了现有农机巡航切换过程中的速度抗干扰能力,克服了地面和地形因素对农机巡航速度的干扰,提高了农机的防倾翻稳定性和驾驶员的乘坐舒适性。
附图说明
图1是本申请实施例中一种农机巡航切换过程的控制方法的流程图之一。
图2是本申请实施例中一种农机巡航切换过程的控制方法的流程图之二。
图3是本申请实施例中一种农机巡航切换过程的控制方法的流程图之三。
图4是本申请实施例中农机的示意框图。
图5是本申请实施例中一种农机巡航切换过程的控制装置的示意框图。
具体实施方式
以下是本申请的具体实施例并结合附图,对本申请的技术方案作进一步的描述,但本申请并不限于这些实施例。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,省略了对已知功能和构造的描述。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在本发明的各种实施例中,应理解,下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
实施例一
参考图1,本实施例提出了一种农机巡航切换过程的控制方法,该农机巡航切换过程的控制方法包括步骤S101至步骤S105;下面结合附图对该农机巡航切换过程的控制方法进行具体说明。
步骤S101,计算农机的实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV。
在本申请实施例中,农机可以为:拖拉机、收获机、耕整种植机。不同类型的农机,其工作过程可以划分为两部分:行驶和作业,行驶是指农机在场地内的按要求的运动;作业是指农机与农田、农作物、其他农机发生相互作用。
参考图4,农机具有如下部件:控制器、液压系统、行驶机构、车辆状态采集装置、驾驶参数采集装置、本地巡航开关、巡航速度调节装置。
控制器用于整车控制,是农机系统的信息中心,其上可运行有控制程序。
液压系统用于动力传动,将原动机的动力进行传递和转化,并驱动农机的行驶机构和工作装置进行工作。液压系统由控制器进行控制和调节。具体地,液压系统中包含有用于驱动行驶机构的液压马达,以及用于供油的液压泵。应当理解,液压系统为现有技术中的内容,这里不再赘述。
行驶机构用于驱动农机在场地和环境内实现行驶;在本申请实施例中,形式机构可以采用履带机构、轮式机构。这里采用液压系统驱动行驶机构运转。
车辆状态采集装置用于采集车辆状态参数,并输入控制器。进一步,车辆状态采集装置可用于农机的运行速度。此外,在一些实施例中,车辆状态采集装置还可用于采集农机的加速度。
驾驶参数采集装置,驾驶员的驾驶信息通过驾驶参数采集装置输入控制器中。
本地巡航开关,用于开启和关闭农机的巡航功能,并产生相应的信号输入控制器中。
巡航速度调节装置,用于调节农机的巡航速度,并产生相应的信号输入控制器中。一般来说,巡航速度调节装置与本地巡航开关需要进行联动控制。
本地驾驶员通过驾驶装置对农机进行驾驶,驾驶装置包括油门踏板、制动踏板、方向盘、手柄、按钮和其他控制开关。驾驶参数采集装置可采集这些驾驶装置所产生的操作信息,并输入控制器中,以便根据驾驶员的驾驶意图对农机进行控制。
应当理解,以上农机的部件构成仅是示例性的,不同类型的农机的部件构成和功能装置的划分存在差异。
具体地,定速巡航时,农机按驾驶者要求的速度自动地保持设定速度,使车辆以固定的设定速度行驶。本申请实施例中所提出的农机巡航切换过程的控制方法应用于农机从现有状态切换到巡航状态的控制过程,以改善现有技术中这一过程中存在的问题。
在本实施例中,车辆状态采集装置可用于采集农机的实时运行速度;控制器可在获取进入到巡航状态的控制指令之后,从车辆状态采集装置获取农机的实际速度V2。需要说明的是,车辆状态采集装置中包含有用于测量农机运行速度的传感器。
需要说明的是,在一些实施方式中,车辆状态采集装置可不断对农机的速度进行采集。速度的采集可以不依赖控制指令产生,控制器在接收到进入到巡航状态的控制指令后,从车辆状态采集装置获取农机的实际速度V2。
在本申请实施例中,农机在进入到巡航状态前与目标巡航速度V1之间存在一定的速度差,记为ΔV。当速度差值ΔV较大时,需要对较大的加速度来改变农用的机械的速度,使之能够在预定的时间内达到目标巡航速度V1。这里速度差值ΔV为控制器进行控制的一个重要参数。
此外,这里速度差值ΔV为正值。速度差值ΔV的计算式为:ΔV=|V1-V2|。
步骤S102,对于设定的常数组Ci=【C1、C2、……、Cn】,确定计算式|ΔV-Ci|的最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck;其中,n为自然数,i=1、2、3、……、n。
具体地,Ci为常数组【C1、C2、……、Cn】中的元素;对于常数组中每一个数据元素Ci,计算|ΔV-Ci|,然后找到最小值,记为min|ΔV-Ci|,最小值对应的元素记为Ck。
步骤S103,根据最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck,在多个预先设定的规划数组Fi=【Si1、Si2、Si3、……】(i=1、2、……、n)中选择相应的规划数组Fk;其中,常数组中的元素Ci与输出数组Fi一一对应。
具体地,常数组Ci=【C1、C2、……、Cn】可以视为农机从现有车速状态进入到巡航状态过程中需要经过的速度差值ΔV的一系列中间值。当农机的实际速度V2与目标巡航速度V1相同时,农机完全进入到巡航状态。农机的实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV在农机巡航切换过程中逐渐减小,最小值min|ΔV-Ci|不断改变其对应的元素Ci。
在一具体示例中,设定n=5,常数组为C5=【C1、C2、C3、C4、C5】;其与规划数组Fi=【Si1、Si2、Si3、……】的对应关系为:
C1–F1=【S11、S12、S13、……】;
C2–F2=【S21、S22、S23、……】;
C3–F3=【S31、S32、S33、……】;
C4–F4=【S41、S42、S43、……】;
C5–F5=【S51、S52、S53、……】;
若C1<C2<C3<C4<C5,在农机的实际速度V2向目标巡航速度V1靠近时,其最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素按时间顺序依次变换为:C5、C4、C3、C2、C1;输出数组依次切换为:F5、F4、F3、F2、F1。在不同的速度下,采用不同的规划数组对农机进行控制。
步骤S104,以预设的时间间隔不断通过步骤S101至步骤S103更新规划数组Fk。
具体地,参考图2,步骤S104具体包括:
步骤S201,通过步骤S101至步骤S103生成新规划数组Fk,并将生成的新规划数组Fk与前一次生成的规划数组Fk进行比较;
步骤S202,若生成的新规划数组与前一次生成的规划数组为同一规划数组,则继续将前一次生成的规划数组确定为最新的规划数组Fk;
步骤S203,若生成的新规划数组与前一次生成的规划数组不为同一规划数组,则将生成的新规划数组确定为最新的规划数组Fk。
进一步地,只有当ΔV的变化引起计算式|ΔV-Ci|的最小值min|ΔV-Ci|对应的Ci发生变化时,规划数组Fk才会产生相应的变化。
此外,更新的时间间隔可以为200ms,农机在进入到巡航状态的过程中不断地进行更新。
步骤S105,不断采集农机的加速度A。
在一些实施方式中,步骤S105具体为:
不断采集农机在x方向的加速度Ax;其中,x方向为农机的前进方向。
在一些实施方式中,参考图3,步骤S105具体包括:
步骤S301,不断采集农机在y方向上的加速度Ay、z方向上的加速度Az;其中,x方向为农机的前进方向,y方向为竖直方向,z方向垂直于x方向和y方向。
具体地,加速度A可包含:x方向上的加速度Ax、y方向上的加速度Ay、z方向上的加速度Az,其中,其中,x方向为农机的前进方向,y方向为竖直方向,z方向垂直于x方向和y方向。
控制器通过车辆状态采集装置中的加速度传感器采集车辆行驶过程中的加速度,具体包括与农机的行驶方向垂直的两个方向上的加速度。即,建立三维直角坐标系,并设定车辆行驶方向为x方向,竖直为y方向,垂直于x,y所在平面的方向为z方向。本实施例中,控制器通过车辆状态采集装置中的加速度传感器采集x、y、z方向上的加速度。其中,y方向上的加速度代表了农机行驶过程中车辆上下颠簸的程度,z方向上的加速度代表了农机行驶过程中车辆左右摇摆的程度。由于农机行驶在非铺筑路面上,地形复杂多变,地形和车速共同导致了y、z方向上的加速度。
步骤S106,判断农机的加速度A是否超过加速度阈值;当农机的加速度A不超过加速度阈值时,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;当农机的加速度A超过加速度阈值时,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
农机的行驶机构采用液压系统驱动。液压系统包括:用于驱动行驶机构的液压马达、用于供油的液压泵。控制器通过对液压系统进行控制,以改变农机的运动状态。
具体地,控制器通过输出控制信号对农机的行驶机构进行控制。其中,控制信号可以是电流信号、PWM信号、脉冲信号、方波、正弦波、三角波等。
一般来说,控制器输出信号给液压系统,信号在传动链的不同环节进行传递,即控制器的输出信号-液压系统变量机构的位置-液压系统的流量-车辆的加速度和速度。控制器的输出信号与车辆的加速度或速度并非线性相关,但方向一致,即控制器输出的控制信号持续增大,会导致农机的加速度和速度持续增加,反之,如果控制器输出的控制信号不再增大,则农机的加速度也不再增加。所以,阻止加速度上升的方法就是不再增加控制器输出的控制信号。
在步骤S106中,当农机的加速度A不超过加速度阈值时,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;规划数组Fk用于决定控制器输出的控制信号的大小。下面对加速度A在农机巡航切换过程没有超过加速度阈值的情况进行具体说明。
对于单一的规划数组Fi,其包含的具体数据元素的大小是不同的,控制器根据这些数据元素输出时,控制信号的大小是变化的。而不同的规划数组Fi所包含的数据大小的平均值是不同的。随着,农机的实际速度V2向目标巡航速度V1靠近,实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV能够匹配到的Ci越小,对应到的规划数组Fi所包含的数据平均数越来越小,控制器输出的控制信号也越来越小,加速度也相应的越来越小。
进一步地,控制器每间隔一个固定时间变换一次数据元素。这些用于生成控制信号的数据元素均来自于最新的规划数组Fk。
需要说明的是,对于配置已固定的农机,其较好的驱动参数也存在并相对固定,有经验的工程师在调试过程中可以获得这些最优化的控制参数,有经验的驾驶员在驾驶过程中的操作习惯也会收敛到这些最优化的控制参数。这些控制参数和控制算法是经验的总结,其效果往往快速而高效。本实施例的方案把这些最优化的控制方法和控制参数以常数组、规划数组、执行步骤的方式存储在控制器中,使得控制器在进行控制的时候,也可以模拟有经验的驾驶员的操作,计算量小、控制简单而高效。
进一步地,现有的农机一般采用驾驶员驾驶和作业,劳动强度大,对驾驶员的要求高,不利于农机作业的效率、安全、节能等。农机在切换到巡航状态的过程中存在的运动不平稳、速度慢等问题。具体来说,由于农机特有的工况,农机在切换到巡航状态的过程中加速度和速度如果控制不合理,可能导致运行不平稳、速度过慢、效率低,甚至安全问题。本实施例中的技术方案通过模拟有经验的驾驶员的操作,克服了这些问题,提高了农机在切换到巡航状态的过程中运行的稳定性,并可以取得较高的效率和速度。
在步骤S106中,当农机的加速度A超过加速度阈值时,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。下面对加速度A在农机巡航切换过程超过了加速度阈值的情况进行具体说明。
具体地,当农机的加速度A过大时,会影响农机巡航切换过程中的稳定性和平顺性。在一些实施方式中,加速度A为农机在x方向的加速度Ax;其中,x方向为农机的前进方向。限制农机在前进方向上的加速度,可避免农机的急加速,保证农机运行的平稳性,并提高了驾驶员在这一过程的乘坐舒适性。
进一步地,参考图3,步骤S106具体包括:
步骤S302,判断农机在y方向的加速度Ay是否超过第一加速度阈值Ay0,以及农机在z方向的加速度Az是否超过第二加速度阈值Az0;
步骤S303,当农机在y方向的加速度Ay不超过第一加速度阈值Ay0且农机在z方向的加速度Az不超过第二加速度阈值Az0,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;
步骤S304,当农机在y方向的加速度Ay超过第一加速度阈值Ay0或农机在z方向的加速度Az超过第二加速度阈值Az0,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
y方向上的加速度代表了农机行驶过程中车辆上下颠簸的程度,z方向上的加速度代表了农机行驶过程中车辆左右摇摆的程度。由于农机行驶在非铺筑路面上,地形复杂多变,地形和车速共同导致了y、z方向上的加速度。通过限制y、z方向上的加速度,改善了现有农机巡航切换过程中的速度抗干扰能力,克服了地面和地形因素对农机巡航速度的干扰,提高了农机的防倾翻稳定性和驾驶员的乘坐舒适性。
具体地,当实际加速度Ay>Ay0或者Az>Az0时,控制器输出数据给液压系统,降低车辆的行驶速度,直到实际加速度Ay<Ay0且Az<Az0。
进一步地,本实施例提出的农机巡航切换过程的控制方法还包括:
当实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV小于阈值时停止使用规划数组Fk中的数据元素生成控制信号输出。
当实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV小于阈值时可以视为农机巡航切换过程结束,农机已经进入到了巡航状态,这时停止以规划数组Fk生成控制信号的方式输出。
进一步地,步骤S106中,输出的第一控制信号作用于农机的液压系统,以改变液压系统的流量;其中,规划数组Fi中的数据元素的数值大小对应控制信号的大小;控制信号增大液压系统中用于驱动的流量增大。
进一步地,本实施例提出的农机巡航切换过程的控制方法还包括:
响应于接收到退出巡航的控制指令,停止使用规划数组Fk中的数据元素生成控制信号输出。
当控制器接收到退出巡航的控制指令时,此时,农机不再需要进入到巡航状态,因此,可切换到原有的控制方式。退出巡航的控制指令是由驾驶人员通过操作相应的开关生成的。
下面举一个具体的示例对本实施例所提出的农机巡航切换过程的控制方法进行说明。
预先设定的规划数组为:Fi=[Si1、Si2、Si3、…],(i=1,2,3,4),其中:
F1=[1,2,2,1];
F2=[1,3,5,5,3,1];
F3=[1,5,10,18,18,10,5,2,1];
F4=[1,10,30,50,50,50,30,10,5,2,1];
预设常数组为:C4=[C1,C2,C3,C4]=[5,10,20,50]
对于速度差ΔV=22,其绝对值|ΔV|=22,计算|ΔV|-Ci,并求出|ΔV-Ci|的绝对值的最小值Min(|ΔV-Ci|),得出使得|ΔV-Ci|最小的i=3,并根据i提取数组F3=[1,5,10,18,18,10,5,2,1]。
控制器将数组F3=[1,5,10,18,18,10,5,2,1]作为输出的规划数组,等待依次输出,控制器每隔100ms输出一个数据。
预设一个时间间隔常数i0=200ms,控制器每隔i0时间,就重新计算当前的速度差ΔV,再计算|ΔV-Ci|的最小值Min(||ΔV|-Ci|),得出使得|ΔV-Ci|最小的i,并根据i提取数组Fi。
例如,200ms后,控制器已经输出了1和5,下一个将会输出第三个数据:10。此时,速度差ΔV=14,控制器重新计算后,得到i=2,于是重新提取数组F2=[1,3,5,5,3,1],取代原规划数组,此时,第三个数据不再是10,而是5,于是控制器继续输出5。
对于预设的常数ΔV1=0.5,当|ΔV|<0.5时,上述控制过程结束。
在进行上述控制过程的同时,控制器通过车辆状态采集装置采集车辆的加速度A,对于预设的最大允许加速度Amax,如果|A|<Amax,则控制器正常计算和输出信号;否则,控制器的输出信号不再向导致|A|增加的方向变化。即,最大加速度限制模块的作用是限制农机车辆在调速的过程中加速度的最大值。
例如,预设的最大允许加速度Amax=2.6m/s2,当实测加速度A小于2.6m/s2时,控制器依次输出规划数组中的数据;当实测加速度A不小于2.6m/s2时,控制器的输出信号不再向导致|A|增加的方向变化。
在本实施例中,控制器输出的规划数组中的数据是对液压系统中的变量液压泵的电流增量信号,该数字越大,导致车辆的加速度A增大。为了限制加速度不再增加,控制器此时比较下一个带输出的数据与当前输出数据的大小,如果待输出数据不大于当前数据,则继续输出;否则继续输出当前数据。
需要说明的是,本示例中的加速度A代表农机在x方向的加速度Ax。y方向上的加速度Ay、z方向上的加速度Az同理,这里不再赘述。
实施例二
本实施例提出了一种农机巡航切换过程的控制装置,参考图5,该农机巡航切换过程的控制装置包括:计算模块501、确定模块502、选择模块503、更新模块504、采集模块505、输出模块506;下面结合附图对本申请实施例提出的农机巡航切换过程的控制装置进行具体说明。
计算模块501,用于计算农机的实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV;
确定模块502,用于对于设定的常数组Ci=【C1、C2、……、Cn】,确定计算式|ΔV-Ci|的最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck;其中,n为自然数,i=1、2、3、……、n;
选择模块503,用于根据最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck,在多个预先设定的规划数组Fi=【Si1、Si2、Si3、……】(i=1、2、……、n)中选择相应的规划数组Fk;其中,常数组中的元素Ci与输出数组Fi一一对应;
更新模块504,用于以预设的时间间隔不断通过计算模块、确定模块、选择模块更新规划数组Fk;
采集模块505,用于不断采集农机的加速度A;
输出模块506,用于判断农机的加速度A是否超过加速度阈值;当农机的加速度A不超过加速度阈值时,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;当农机的加速度A超过加速度阈值时,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
进一步地,采集模块505包括:
第一采集子模块,用于不断采集农机在x方向的加速度Ax;其中,x方向为农机的前进方向。
进一步地,采集模块505包括:
第二采集子模块,用于不断采集农机在y方向上的加速度Ay、z方向上的加速度Az;其中,x方向为农机的前进方向,y方向为竖直方向,z方向垂直于x方向和y方向;
输出模块506包括:
判断子模块,用于判断农机在y方向的加速度Ay是否超过第一加速度阈值Ay0,以及农机在z方向的加速度Az是否超过第二加速度阈值Az0;
第一输出子模块,用于当农机在y方向的加速度Ay不超过第一加速度阈值Ay0且农机在z方向的加速度Az不超过第二加速度阈值Az0,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;
第二输出子模块,用于当农机在y方向的加速度Ay超过第一加速度阈值Ay0或农机在z方向的加速度Az超过第二加速度阈值Az0,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
进一步地,更新模块504包括:
比较子模块,用于通过计算模块501、确定模块502、选择模块503生成新规划数组Fk,并将生成的新规划数组Fk与前一次生成的规划数组Fk进行比较;
第一确定子模块,用于若生成的新规划数组与前一次生成的规划数组为同一规划数组,则继续将前一次生成的规划数组确定为最新的规划数组Fk;
第二确定子模块,用于若生成的新规划数组与前一次生成的规划数组不为同一规划数组,则将生成的新规划数组确定为最新的规划数组Fk。
进一步地,本实施例提出的农机巡航切换过程的控制装置还包括:
第一停止模块,用于当实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV小于阈值时停止使用规划数组Fk中的数据元素生成控制信号输出。
进一步地,输出模块506中,输出的第一控制信号作用于农机的液压系统,以改变液压系统的流量;其中,规划数组Fi中的数据元素的数值大小对应控制信号的大小;控制信号增大液压系统中用于驱动的流量增大。
进一步地,本实施例提出的农机巡航切换过程的控制装置还包括:
第二输出模块,用于响应于接收到退出巡航的控制指令,停止使用规划数组Fk中的数据元素生成控制信号输出。
实施例三
本实施例提出了一种农机,该农机具有实施例二中提出的农机巡航切换过程的控制装置。为了避免重复,相关的内容可参见前一部分的描述,这里不再赘述。
实施例四
本实施例提出了一种农机,该农机具有一控制器;其中,该控制器用于运行程序,该程序运行时执行实施例一中提出的农机巡航切换过程的控制方法。为了避免重复,相关的内容可参见前一部分的描述,这里不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本申请精神作举例说明。本申请所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本申请的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种农机巡航切换过程的控制方法,其特征在于,包括:
步骤S101,计算农机的实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV;
步骤S102,对于设定的常数组Ci=【C1、C2、……、Cn】,确定计算式|ΔV-Ci|的最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck;其中,n为自然数,i=1、2、3、……、n;
步骤S103,根据最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck,在多个预先设定的规划数组Fi=【Si1、Si2、Si3、……】(i=1、2、……、n)中选择相应的规划数组Fk;其中,常数组中的元素Ci与输出数组Fi一一对应;
步骤S104,以预设的时间间隔不断通过步骤S101至步骤S103更新规划数组Fk;
步骤S105,不断采集农机的加速度A;
步骤S106,判断农机的加速度A是否超过加速度阈值;当农机的加速度A不超过加速度阈值时,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;当农机的加速度A超过加速度阈值时,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
2.根据权利要求1所述的农机巡航切换过程的控制方法,其特征在于,步骤S105具体为:
不断采集农机在x方向的加速度Ax;其中,x方向为农机的前进方向。
3.根据权利要求1所述的农机巡航切换过程的控制方法,其特征在于,步骤S105具体包括:
不断采集农机在y方向上的加速度Ay、z方向上的加速度Az;其中,x方向为农机的前进方向,y方向为竖直方向,z方向垂直于x方向和y方向;
步骤S106具体包括:
判断农机在y方向的加速度Ay是否超过第一加速度阈值Ay0,以及农机在z方向的加速度Az是否超过第二加速度阈值Az0;
当农机在y方向的加速度Ay不超过第一加速度阈值Ay0且农机在z方向的加速度Az不超过第二加速度阈值Az0,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;
当农机在y方向的加速度Ay超过第一加速度阈值Ay0或农机在z方向的加速度Az超过第二加速度阈值Az0,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
4.根据权利要求1所述的农机巡航切换过程的控制方法,其特征在于,步骤S104包括:
通过步骤S101至步骤S103生成新规划数组Fk,并将生成的新规划数组Fk与前一次生成的规划数组Fk进行比较;
若生成的新规划数组与前一次生成的规划数组为同一规划数组,则继续将前一次生成的规划数组确定为最新的规划数组Fk;
若生成的新规划数组与前一次生成的规划数组不为同一规划数组,则将生成的新规划数组确定为最新的规划数组Fk。
5.根据权利要求1所述的农机巡航切换过程的控制方法,其特征在于,还包括:
当实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV小于阈值时停止使用规划数组Fk中的数据元素生成控制信号输出。
6.根据权利要求1所述的农机巡航切换过程的控制方法,其特征在于,步骤S106中,输出的第一控制信号作用于农机的液压系统,以改变液压系统的流量;其中,规划数组Fi中的数据元素的数值大小对应控制信号的大小;控制信号增大液压系统中用于驱动的流量增大。
7.根据权利要求1所述的农机巡航切换过程的控制方法,其特征在于,还包括:
响应于接收到退出巡航的控制指令,停止使用规划数组Fk中的数据元素生成控制信号输出。
8.一种农机巡航切换过程的控制装置,其特征在于,包括:
计算模块,用于计算农机的实际速度V2与目标巡航速度V1之间的速度差值ΔV;
确定模块,用于对于设定的常数组Ci=【C1、C2、……、Cn】,确定计算式|ΔV-Ci|的最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck;其中,n为自然数,i=1、2、3、……、n;
选择模块,用于根据最小值min|ΔV-Ci|所对应的元素Ck,在多个预先设定的规划数组Fi=【Si1、Si2、Si3、……】(i=1、2、……、n)中选择相应的规划数组Fk;其中,常数组中的元素Ci与输出数组Fi一一对应;
更新模块,用于以预设的时间间隔不断通过计算模块、确定模块、选择模块更新规划数组Fk;
采集模块,用于不断采集农机的加速度A;
输出模块,用于判断农机的加速度A是否超过加速度阈值;当农机的加速度A不超过加速度阈值时,依次使用规划数组Fk中的数据元素生成第一控制信号输出;当农机的加速度A超过加速度阈值时,输出第二控制信号,使得农机的加速度不再增加。
9.一种农机,其特征在于,该农机具有如权利要求8所述的农机巡航切换过程的控制装置。
10.一种农机,其特征在于,该农机具有一控制器;其中,该控制器用于运行程序,该程序运行时执行如权利要求1-7任一项所述的农机巡航切换过程的控制方法。
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