不完全微分与微分先行的农业机器人巡航PID控制算法

为了解决传统PID控制在农业机器人控制中响应迟滞,稳态误差和敏感性较大等问题。在传统PID控制的基础上,引入了不完全微分,微分先行和"最优曲率"算法。首先针对传统PID微分环节对误差波动的敏感性较大,在微分环节加入滤波器,构成不完全微分算法,以减少误差敏感性。然后针对速度和方向设定值的不断变化给系统带来的动态波动,加入微分先行算法,提高系统的动态稳定性和系统的响应速度。最后结合最优曲率,制定动态的PID控制参数,进一步提高控制的精度。实验结果表明,相比于传统PID控制,该改进的PID控制算法使农业机器人稳定行驶速度由原来的2.4 m/s达到了3 m/s,农业机器人整圈完成度提高5%~10%。加速性、鲁棒性、可靠性得到较大的提高。