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龍圖騰網(wǎng)獲悉華南農(nóng)業(yè)大學(xué)申請(qǐng)的專利甘蔗收割主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置控制系統(tǒng)及其控制方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN115933487B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202211671596.9，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05B19/042；該發(fā)明授權(quán)甘蔗收割主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置控制系統(tǒng)及其控制方法是由楊丹彤;王一鳴;黃世醒;鄭丁科;黃燕娟;張暢冉;王雪斐;靳曉虎設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-12-26向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本甘蔗收割主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置控制系統(tǒng)及其控制方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種甘蔗收割主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置控制系統(tǒng)及其控制方法，包括農(nóng)機(jī)位姿測(cè)定裝置、轉(zhuǎn)運(yùn)車倉監(jiān)控?cái)z像頭、云端服務(wù)器、車載可視化顯示終端、模糊控制器以及電子油門；農(nóng)機(jī)位姿測(cè)定裝置有兩個(gè)分別裝在主從農(nóng)機(jī)上，通過5G無線通信模組與云端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；轉(zhuǎn)運(yùn)車倉監(jiān)控?cái)z像頭裝在從農(nóng)機(jī)車斗上，通過串口與車載可視化顯示終端相連；云端服務(wù)器通過5G無線通信模組與車載可視化顯示終端連接；車載可視化顯示終端裝在從農(nóng)機(jī)駕駛室控制臺(tái)，通過5G無線通信模組與云端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；模糊控制器裝在從農(nóng)機(jī)上；電子油門與車載可視化顯示終端通過CAN總線通信。本發(fā)明可以有效減輕從農(nóng)機(jī)機(jī)手勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)甘蔗收割從農(nóng)機(jī)與主農(nóng)機(jī)高效協(xié)同作業(yè)。

本發(fā)明授權(quán)甘蔗收割主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置控制系統(tǒng)及其控制方法在權(quán)利要求書中公布了：1.甘蔗收割主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：農(nóng)機(jī)位姿測(cè)定裝置、轉(zhuǎn)運(yùn)車倉監(jiān)控?cái)z像頭、云端服務(wù)器、車載可視化顯示終端、模糊控制器以及電子油門；所述農(nóng)機(jī)位姿測(cè)定裝置有兩個(gè)分別安裝在主、從農(nóng)機(jī)上，并通過5G無線通信模組與云端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，用于在主、從農(nóng)機(jī)行進(jìn)作業(yè)期間獲取自身的位姿信息并上傳到云端服務(wù)器；所述轉(zhuǎn)運(yùn)車倉監(jiān)控?cái)z像頭安裝在從農(nóng)機(jī)的車斗上，并通過串口與車載可視化顯示終端相連，用于監(jiān)測(cè)車倉蔗段實(shí)時(shí)裝載情況并發(fā)送到車載可視化顯示終端顯示；所述云端服務(wù)器通過5G無線通信模組與車載可視化顯示終端連接，用于解算信息數(shù)據(jù)并進(jìn)行保存轉(zhuǎn)發(fā)；所述車載可視化顯示終端安裝在從農(nóng)機(jī)駕駛室控制臺(tái)，通過5G無線通信模組與云端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；所述模糊控制器安裝在從農(nóng)機(jī)上，其輸入為主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置偏差和主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差，通過預(yù)設(shè)好的模糊控制規(guī)則產(chǎn)生輸出，輸出為從農(nóng)機(jī)的電機(jī)電流；所述電子油門與車載可視化顯示終端通過CAN總線通信，用于執(zhí)行農(nóng)機(jī)位姿測(cè)定裝置的微控制器下發(fā)的控制指令，通過模糊控制器輸出的電流大小控制從農(nóng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快慢，從而控制從農(nóng)機(jī)的運(yùn)行速度；所述模糊控制器的設(shè)計(jì)步驟如下：a、確定模糊控制器的輸入、輸出變量，并進(jìn)行模糊化處理；將主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置偏差Ey和主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差Ev作為模糊控制器的輸入變量，模糊控制器的輸出變量是輸出電流u；當(dāng)從農(nóng)機(jī)位置超出目標(biāo)縱向相對(duì)距離時(shí)，主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置偏差Ey為正，當(dāng)從農(nóng)機(jī)位置落后于目標(biāo)縱向相對(duì)距離時(shí)，主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置偏差Ey為負(fù)，主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置偏差Ey的比例水平為{?6，?5，?4，?3，?2，?1，0，1，2，3，4，5，6}；當(dāng)從農(nóng)機(jī)速度大于主農(nóng)機(jī)時(shí)，主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差Ev為正，當(dāng)從農(nóng)機(jī)速度小于主農(nóng)機(jī)時(shí)，主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差Ev為負(fù)；此外，主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差Ev的比例水平與主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置偏差Ey相同；從農(nóng)機(jī)需要加速時(shí)輸出電流u為正，需要減速時(shí)輸出電流u為負(fù)；此外，輸出電流u的比例水平與主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置偏差Ey和主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差Ev相同；b、根據(jù)基本域、比例水平和因子建立模糊控制規(guī)則；將主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)位置偏差Ey、主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差Ev和輸出電流u這3個(gè)變量的模糊水平劃分為7個(gè)模糊子集，即大減、中減、小減、零、小加、中加和大加；根據(jù)2個(gè)輸入變量的7個(gè)模糊子集，能夠得到49個(gè)模糊規(guī)則，形成一個(gè)模糊規(guī)則表；輸入變量與輸出變量的隸屬函數(shù)相同，都使用三角形隸屬函數(shù)，隸屬函數(shù)的個(gè)數(shù)設(shè)為7，在量化級(jí)別的兩端繪制Z型和S型隸屬函數(shù)圖像；c、執(zhí)行推理決策，生成模糊控制查詢表；由于需要消除主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)距離偏差Ey，因此引入校正系數(shù)來調(diào)整主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)距離偏差Ey和主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差Ev的權(quán)重，使用以下公式計(jì)算具有校正因子的控制規(guī)則； ；式中，表示舍入，Ey和Ev表示主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)距離偏差和主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差，u表示輸出電流；表示校正因子；根據(jù)主從農(nóng)機(jī)縱向相對(duì)距離偏差和主從農(nóng)機(jī)相對(duì)速度偏差的量化水平，計(jì)算具有校正因子的模糊控制查詢表；d、從模糊控制器的輸出模糊集中提取確切的輸出；根據(jù)模糊控制規(guī)則，采用質(zhì)心法計(jì)算輸出模糊集的精確輸出值，公式如下： ；式中，表示模糊控制器的精確輸出值，表示輸出模糊集的離散元素，i表示輸出模糊集的離散元素的個(gè)數(shù)，表示元素的成員函數(shù)，yk和vk分別表示從農(nóng)機(jī)遵循主工作路徑時(shí)的縱向相對(duì)距離偏差和相對(duì)速度偏差的輸入變量；通過上面設(shè)計(jì)的模糊控制器自動(dòng)控制從農(nóng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，實(shí)現(xiàn)從農(nóng)機(jī)穩(wěn)定追隨主農(nóng)機(jī)的作業(yè)位置。

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