KCI등재
Stepping Motor-Based Position Controller For Orbitrol In A Tractor Steering System
저자
발행기관
학술지명
강원 농업생명환경연구(Journal of Agricultural, Life and Environmental Sciences)
권호사항
발행연도
2009
작성언어
Korean
KDC
520
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
192-193(2쪽)
제공처
One of the most important of automation technology is agricultural vehicle guidance system, the fundamental element of this technology includes the global positioning system (GPS), automatic steering control system, Machine vision etc. In this paper, the development of an automatic controller for the tractor steering system was described. In order to make the manual steering system to be automatically controlled, a stepping motor controlled orbitrol steering system was developed on a 68 hp-rate tractor-T680 (Tongyangmoolsan, Korea), this system consists of steering electronic control unit (ECU)-consisting of cFP-2020 (National Instruments Corporation, USA), hydraulic steering system, stepping motor, stepping motor driver, pressure sensors, flow rate sensor, position sensor and angle sensor. Accurate position control on steering cylinder has been achieved by controlling the stepping motor depending on the instructions from the computer (that is, the computer which was installed LabVIEW program software for automatic steering control). The major factors which affect the performance of steering system were investigated in the research. When the orbitrol rotation speed was fixed, the cylinder speed increased with increasing of flow rate from 6.9 lpm to 9.5 lpm, there was a linear relationship between cylinder speed and flow rate, but when flow rate was larger than 9.5 lpm, the cylinder speed would not increase with the increased flow rate. Also, it was found that the shortest time for moving the cylinder from left most to right most was about 2.1 s at the maximum cylinder speed of 10.53 cm/s. It was also found that there was a linear relationship between cylinder speed and orbitrol rotation speed. Open-loop control method was tested in this research, finally, we calculated the formula depending on the result and used that formula, the error would be controlled in ± cm, if the controlled tractor don`t need to precise control, then the open-loop control can be used or we should study in depth with open-loop controller. During the experiment, a dynamic model was developed using simulink/Matlab. through comparing with experimental results under the same flow rate and pressure, the model was proved valid. The LabVIEW program with PD algorithm in the dynamic model simulation works well in controlling overshoot, but not good at controlling steady-state error with increased flow rate, and no difference on rising time, it showed that PD control was suitable for the step motor controlled orbitrol steering system. It was also found that while external load force (average 0~2400 N) acting as friction nearly does not affect the performance of orbitrol controlled steering system, so that the orbitrol controlled steering system can be sure to work well like human or better. Through the experiment, it was proved that this system can be used as the steering control for automatic operating/assistant vehicle with the merits of great torque, high control precision, quick response, energy-saving and so on.
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