丘陵山地拖拉机双参数牵引协同控制与航向稳定性优化研究

本文创新性地提出融合油门开度与耕深调节的双参数牵引控制系统，结合隐马尔可夫模型（HMM）滑移状态识别与无模型自适应预测控制（MFAPC），有效解决丘陵山地作业中纵向滑移、侧向偏移与航向失稳问题。通过滑模控制（SMC）与动态扭矩分配的协同优化，牵引效率提升4.16%，侧滑率降低13.27%，为复杂地形农机精准作业提供新范式。

　　

Highlight

本研究提出融合双参数牵引控制与航向稳定策略的创新系统，通过隐马尔可夫模型（HMM）实时识别滑移状态，结合滑模控制（SMC）耕深调节和无模型自适应预测控制器（MFAPC），显著提升丘陵山地拖拉机在突变土壤条件下的作业性能。

控制效果评估方法

田间试验选取横摆角误差和侧滑率作为核心指标，通过均值、方差和变异系数（CV）量化稳定性。CV定义为标准差与均值的比值，有效反映控制系统的抗干扰能力。

结论

该研究构建的拖拉机-土壤-机具动力学模型，结合HMM状态识别与MFAPC航向跟踪算法，使纵向滑移、航向角及速度的积分绝对误差较PID控制分别降低15.38%、41.16%和41.63%，验证了系统在复杂地形的工程适用性。

（注：根据要求已去除文献引用标识，专业术语保留英文缩写并规范标注上下标，如CV_侧滑率）