一種拖拉機自動導(dǎo)航下位機控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及拖拉機自動控制領(lǐng)域，具體地講，涉及一種拖拉機自動導(dǎo)航下位 機控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 國外無人駕駛拖拉機在農(nóng)用車輛自動駕駛方面的研究較早，20世紀(jì)70年代，許多 工程師對農(nóng)田機械的自動導(dǎo)航進行了研究。進入到80年代，因為對于一般的耕耘、收獲等 作業(yè)，用拖拉機、聯(lián)合收割機等農(nóng)業(yè)機械效率已經(jīng)很高，所以對于這些作業(yè)機械主要研究的 是無人駕駛、自主行走等問題，把側(cè)重點放在信息的采集、處理、傳遞及機器工作部件的調(diào) 控等方面，已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品應(yīng)用。
[0003] 國內(nèi)也做了廣泛的研究，取得了一定的成果。如發(fā)明專利一拖拉機自動導(dǎo)航控制 系統(tǒng)及其方法（ZL201010149934. 3)，提出一種基于GPS的拖拉機自動導(dǎo)航方法，等。但是， 現(xiàn)有技術(shù)大多采用GPS+轉(zhuǎn)向角傳感器反饋的方式，需要對拖拉機的前輪轉(zhuǎn)向做改進，導(dǎo)致 誤差增大。此為現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0004] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種拖拉機自動導(dǎo)航下位機控制系統(tǒng)，控制 精確，誤差較小。
[0005] 本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)發(fā)明目的：
[0006] -種拖拉機自動導(dǎo)航下位機控制系統(tǒng)，包括控制器，其特征是：所述控制器分別連 接雙極性輸出單元、RS232總線通訊單元、開關(guān)復(fù)位單元和電源變換單元，所述雙極性輸出 單元連接液壓閥，所述液壓閥連接液壓轉(zhuǎn)向單元。
[0007] 作為對本技術(shù)方案的進一步限定，所述雙極性輸出單元包括D/A轉(zhuǎn)換集成芯片 DAC0832,所述D/A轉(zhuǎn)換集成芯片DAC0832的引腳8連接IOV基準(zhǔn)電壓，所述D/A轉(zhuǎn)換集成 芯片DAC0832的引腳8同時通過電阻Rl和電阻R2連接所述雙極性輸出單元的輸出端，所 述D/A轉(zhuǎn)換集成芯片DAC0832的引腳9通過電阻R3連接運算放大器二U2的輸入負(fù)端，所 述D/A轉(zhuǎn)換集成芯片DAC0832的引腳11連接運算放大器一 Ul的輸入負(fù)端，所述D/A轉(zhuǎn)換 集成芯片DAC0832的引腳12連接運算放大器一 Ul的輸入正端，所述運算放大器一 Ul的輸 出端通過所述電阻R3連接所述運算放大器二U2的輸入負(fù)端，所述運算放大器二U2的輸入 正端接地，所述運算放大器一 Ul的基準(zhǔn)電壓端連接15V標(biāo)準(zhǔn)外部電壓。
[0008] 作為對本技術(shù)方案的進一步限定，所述控制器采用MC9S12XS128單片機。
[0009] 作為對本技術(shù)方案的進一步限定，所述RS232總線通訊單元采用MAX232芯片。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是：本實用新型通過RS232總線 通訊單元接收上位機提供的導(dǎo)航偏角和導(dǎo)航偏移量指令，通過雙極性輸出單元的最小二乘 法擬合，獲得連續(xù)輸出的電壓控制液壓閥，從而控制拖拉機的轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)拖拉機的自動導(dǎo) 航，提高了拖拉機的控制精度，降低了控制誤差?？刂破饔布K安裝簡單、控制精度高，避 免了現(xiàn)有技術(shù)通過安裝轉(zhuǎn)向角傳感器反饋等方式導(dǎo)致的誤差增大等缺陷。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型的原理方框圖。
[0012] 圖2為本實用新型的雙極性輸出單元的電路原理圖。
[0013] 圖3為本實用新型的雙極性輸出單元的標(biāo)定曲線。
[0014] 圖4為本實用新型的雙極性輸出單元的擬合曲線。
【具體實施方式】：
[0015] 下面結(jié)合實施例，進一步說明本實用新型。
[0016] 參見圖1-圖4,本實用新型包括控制器，所述控制器分別連接雙極性輸出單元、 RS232總線通訊單元、開關(guān)復(fù)位單元和電源變換單元，所述雙極性輸出單元連接液壓閥，所 述液壓閥連接液壓轉(zhuǎn)向單元。
[0017] 電源變換單元的12VDC轉(zhuǎn)24VDC，選擇兵裝DC-DC穩(wěn)壓隔離模塊電源 SDW50-12S24,12VDC轉(zhuǎn)5VDC選擇兵裝品牌DC-DC穩(wěn)壓隔離模塊電源SDW5-12S5 ;
[0018] RS232總線通訊單元，選擇MAX232芯片，轉(zhuǎn)換單片機全雙工電平為RS232總線通訊 電平；
[0019] 所述雙極性輸出單元包括D/A轉(zhuǎn)換集成芯片DAC0832,所述D/A轉(zhuǎn)換集成芯片 DAC0832的引腳8連接IOV基準(zhǔn)電壓，所述D/A轉(zhuǎn)換集成芯片DAC0832的引腳8同時通過電 阻Rl和電阻R2連接所述雙極性輸出單元的輸出端，所述D/A轉(zhuǎn)換集成芯片DAC0832的引 腳9通過電阻R3連接運算放大器二U2的輸入負(fù)端，所述D/A轉(zhuǎn)換集成芯片DAC0832的引 腳11連接運算放大器一 Ul的輸入負(fù)端，所述D/A轉(zhuǎn)換集成芯片DAC0832的引腳12連接運 算放大器一 Ul的輸入正端，所述運算放大器一 Ul的輸出端通過所述電阻R3連接所述運算 放大器二U2的輸入負(fù)端，所述運算放大器二U2的輸入正端接地，所述運算放大器一 Ul的 基準(zhǔn)電壓端連接15V標(biāo)準(zhǔn)外部電壓。
[0020] 所述控制器采用MC9S12XS128單片機。
[0021] 所述雙極性輸出單元的輸出電壓范圍為[-10V，+10V]，雙極性輸出單元，選擇 DAC0832、愛普電子WD12-5D15B1 (提供+15V和-15V標(biāo)準(zhǔn)外部電壓）、AD581 (作為DAC0832 的IOV基準(zhǔn)電壓）。
[0022] 所述雙極性輸出單元的輸出電壓公式為：
（X的取值 范圍為：[0-255])。
[0023] 所述RS232總線通訊單元的通訊協(xié)議以明文方式發(fā)送，包括13個字節(jié)，具體格式 為：
[0024] 數(shù)據(jù)包頭a+命令I(lǐng)D+參數(shù)1+參數(shù)2+參數(shù)3+參數(shù)4+參數(shù)5+參數(shù)6+參數(shù)7+參 數(shù) 8+ 參數(shù) 9+CRC0+CRC1
[0025] 其中，
[0026] 命令I(lǐng)D: (I)W-握手信號；（2) q-開啟導(dǎo)航；（3) g-關(guān)閉導(dǎo)航；(4) j-報警；（5) k-發(fā)送偏移量。
[0027] 參數(shù)1:⑴上位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D為k時，為偏 移量高位（均為正）；（2)下位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D為k時， 為偏移量高位（均為正）；
[0028] 參數(shù)2:⑴上位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D為k時，為偏 移量（均為正）；（2)下位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D為k時，為偏 移量低位（均為正）；
[0029] 參數(shù)3 : (1)上位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D為k時，為偏 移量的符號位（〇-正、1一負(fù)）；（2)下位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D 為k時，為偏移量的符號位（0-正、1 一負(fù)）；
[0030] 參數(shù)4:⑴上位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D為k時，為導(dǎo) 航角度°角度值高位（均為正）；(2)下位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令 ID為k時，為導(dǎo)航角度°角度值高位（均為正）；
[0031] 參數(shù)5:⑴上位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D為k時，為導(dǎo) 航角度°角度值低位（均為正）；(2)下位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令 ID為k時，為導(dǎo)航角度°角度值低位（均為正）；
[0032] 參數(shù)6:⑴上位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D為k時，為導(dǎo) 航角度〃角度值高位（均為正）；(2)下位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令 ID為k時，為導(dǎo)航角度〃角度值高位（均為正）；
[0033] 參數(shù)7:⑴上位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令I(lǐng)D為k時，為導(dǎo) 航角度〃角度值低位（均為正）；(2)下位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②當(dāng)命令 ID為k時，為導(dǎo)航角度〃角度值低位（均為正）；
[0034] 參數(shù)8 : (1)上位機一①當(dāng)命令I(lǐng)D為w、q、g、j時，為0 ;②