赵润茂，胡 炼,2※，罗锡文,2，唐灵茂，周 浩，杜 攀，贺 静

（1. 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室，广州 510642；2. 南方粮油作物协同创新中心，长沙 410128）

0 引 言

农田高低不平引起农业机械行驶姿态变化，导致机具作业质量与效率下降。为实现机具位姿精准控制，水田激光平地机采用IMU（inertial measurement unit）实时检测拖拉机横滚角偏差并自动调节平地铲水平倾角，以使平地铲不受车身姿态影响而始终保持水平[1-4]；马敏等[5]采用红外光电传感器对烟草高度精确仿形，实现烟草打顶高度的精确控制以及打顶后抑芽剂的精量喷施；李君等[6]采用超声波冠形探测方法，设计了一种悬挂式电动柔性疏花机，其伺服控制系统能满足疏花机平面位置的精度要求；王松林[7]设计了检测喷杆高度的接触式传感装置，通过液压控制回路实现喷雾高度的自动调节。上述所有自动仿形系统均采用传感器测量被控对象实时状态，计算偏差、施加控制、测量反馈，形成闭环，反馈输入信号来源于传感器当前时刻测量值，系统偏差计算始终滞后于被控对象的一个运动周期[8]，影响即时控制响应。但通过对农机运动状态进行预测，根据预测信息设计控制律，可提高农具控制精度和农机作业效率[9]。

预测控制（model predictive control，MPC）的关键是预测模型，可根据对象的历史信息和未来输入，预测其未来状态或输出[10]。国内外诸多学者对此开展了大量研究。Mozaffari等[11]通过进化最小二乘算法预测混合动力轿车车速，以实现动力优化控制；……