Smart Agriculture ›› 2026, Vol. 8 ›› Issue (5): 169-181.doi: 10.12133/j.smartag.SA202507027
• Topic--Frontier Technology Innovation and Industrial Applications of Agricultural Robots • Previous Articles
LI Lei1,2,3, PAN Liang1,2,3, DONG Jiwei1,2,3, CAO Zhonghua1,2,3, LUO Xingfa1,2,3, ZHAN Xiaomei1,2,3(
), LI Yali1,2,3, SUN Zhiqiang1,2,3
Received:2025-07-17
Online:2026-09-30
Foundation items:Chongqing Municipal Fiscal Science and Technology Innovation(KYLX20240500075); Chongqing Scientific Research Institutions Performance Incentive and Guidance Project(CSTB2024JXJL-YFX0004)
About author:LI Lei, E-mail: lileiCBD@163.com
corresponding author:
CLC Number:
LI Lei, PAN Liang, DONG Jiwei, CAO Zhonghua, LUO Xingfa, ZHAN Xiaomei, LI Yali, SUN Zhiqiang. Research on Tractor Trajectory Tracking Control Based on a Dual-Motor Steer-by-Wire System[J]. Smart Agriculture, 2026, 8(5): 169-181.
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URL: https://www.smartag.net.cn/EN/10.12133/j.smartag.SA202507027
Table 1
Model parameters of the dual-motor SBW system
| 参数 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| , | 两个电机的控制电压 | V |
| , | 两个电机的电枢电感 | H |
| , | 两个电机的电流 | A |
| , | 两个电机的反电动势系数 | V·s/rad |
| 两个电机的转矩系数 | N·m/A | |
| , | 两个电机的转角 | rad |
| , | 两个电机的电阻 | Ω |
| 两个电机的合力矩 | N·m | |
| , | 两个电机的力矩 | N·m |
| 等效转动惯量 | kg·m2 | |
| 等效阻尼系数 | N·m·s/rad | |
| 减速器减速比 | 无量纲 | |
| 减速器传动效率 | 无量纲 | |
| 分别为回正力矩、车轮在纵向、横向和垂向方向产生的阻力矩 | N·m | |
| 总转向阻力矩 | N·m | |
| 两个电机的角速度 | rad/s |
Table 4
Average error of trajectory tracking performance index of tractor under low-speed scenario
| LQR+SMC | MPC+SMC+DOB | LQR+SMC+DOB | |
|---|---|---|---|
| 横向跟踪误差/m | 0.070 0 | 0.053 0 | 0.056 0 |
| 纵向跟踪误差/m | 0.100 0 | 0.041 0 | 0.070 0 |
| 航向角误差/deg | 0.500 0 | 0.280 0 | 0.300 0 |
| 纵向速度跟踪误差/(km/h) | 0.600 0 | 0.410 0 | 0.500 0 |
| 平均质心侧偏角/deg | 1.201 0 | 1.116 0 | 1.123 0 |
| 前轮转角误差/deg | 0.350 0 | 0.270 0 | 0.300 0 |
| 单次计算用时/s | 0.015 2 | 0.321 2 | 0.016 1 |
Table 5
Average error of trajectory tracking performance index of tractor under high-speed scenario
| 性能指标 | LQR+SMC | MPC+SMC+DOB | LQR+SMC+DOB |
|---|---|---|---|
| 横向跟踪误差/m | 0.130 0 | 0.077 0 | 0.099 0 |
| 纵向跟踪误差/m | 0.120 0 | 0.071 0 | 0.083 0 |
| 航向角误差/deg | 2.300 0 | 0.900 0 | 1.100 0 |
| 纵向速度跟踪误差/(km/h) | 0.900 0 | 0.660 0 | 0.700 0 |
| 平均质心侧偏角/deg | 2.864 0 | 2.776 0 | 2.735 0 |
| 前轮转角误差/deg | 2.200 0 | 1.300 0 | 1.600 0 |
| 单次计算用时/s | 0.016 2 | 0.331 2 | 0.016 8 |
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