Im Zusammenhang mit der immer bedeutsamer werdenden Automatisierung auf dem landwirtschaftlichen Sektor sind in den letzten Jahren verstärkt GPS-gestützte automatische Lenkeinrichtungen für landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen in den Blickpunkt gelangt. Diese Systeme übernehmen die Aufgabe des Fahrzeugführers einer hochgenauen Anschlussfahrt und bringen auf diese Weise ökonomische und ökologische Vorteile mit sich. Bereits heute bieten einige Hersteller Komplettlösungen an, die zunehmend an Genauigkeit und Komfort gewinnen. Dabei führen Neuerungen nicht selten zu dem Zwang, das komplette System neu zu erwerben. Aus diesem Beweggrund heraus erscheint eine Aufteilung in einzelne Systemkomponenten mit genormten Schnittstellen als sinnvoll. Als Schnittstelle bietet sich das in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnene nach ISO 11783 genormte Landwirtschaftliche Bussystem ISOBUS an, da es bei führenden Herstellern bereits zur Standardausstattung eines Traktors gehört. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung einer am ISOBUS gekoppelten elektronischen Lenkregelung, deren Hauptaufgabe darin besteht, einen vorgegebenen Lenkwinkel möglichst rasch, präzise und gleichzeitig sanft anzusteuern. Hierfür stand ein FENDT VARIO 818 mit serienmäßig integriertem ISOBUS zur Verfügung. Um eine automatische Lenkung zu ermöglichen, bedurfte es einiger Umbauten am Traktor. So musste zunächst neben einem Winkelsensor ein geeignetes Ventil ausgewählt und in das Lenksystem integriert werden. Daraufhin erfolgte die Entwicklung der Lenksoftware. Als Hauptbestandteil der zu entwickelnden Software sollte auf Grund seiner herausragenden Eigenschaften ein PID-Regler verwendet werden. Entsprechend einer vorab an das Lenksystem gestellter Anforderungsliste wurde zunächst ein allgemeines Systemmodell erstellt. Dabei wurde versucht, neben einem angenehmen Lenkverhalten ein Sicherheitskonzept auszuarbeiten und dafür mögliche Lösungen bereitzustellen. Auf die Entwickelung der Software folgte die Anpassung an das Lenksystem des Traktors. Durch zahlreiche Versuchsreihen wurden schließlich optimale Systemeinstellungen ermittelt und entsprechend verifiziert. Hierfür wurden während des laufenden Betriebes sämtliche Reglerdaten aufgezeichnet und tiefergehend beurteilt. Mit der optimalen Einstellung konnte in weniger als drei Sekunden jeder mögliche Lenkwinkel mit einer Genauigkeit von 0,1 ° erreicht werden. Ein möglicher Temperatureinfluss auf das Lenkverhalten war dabei nicht festzustellen. Die Automatisierung auf dem landwirtschaftlichen Sektor hat ihr Ende noch lange nicht erreicht - im Gegenteil - zukünftig werden aus Gründen der Wirtschaftlichkeit weitere Entwicklungen in Richtung einer völlig autonomen Fahrzeugführung vorangetrieben werden. Ziel ist es, unter dem Gesichtspunkt einer umweltschonenden und nachhaltigen Bewirtschaftungsweise die Landwirtschaft in Ländern mit hohem Lohnniveau genauso rentabel zu gestalten wie in Billiglohnländern und dabei gleichzeitig qualitativ hochwertige Lebensmittel zu produzieren. Dafür steht bereits heute mit ISOBUS eine leistungsfähige und zukunftsträchtige Schnittstelle zur Verfügung.      «

Im Zusammenhang mit der immer bedeutsamer werdenden Automatisierung auf dem landwirtschaftlichen Sektor sind in den letzten Jahren verstärkt GPS-gestützte automatische Lenkeinrichtungen für landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen in den Blickpunkt gelangt. Diese Systeme übernehmen die Aufgabe des Fahrzeugführers einer hochgenauen Anschlussfahrt und bringen auf diese Weise ökonomische und ökologische Vorteile mit sich. Bereits heute bieten einige Hersteller Komplettlösungen an, die zunehmend an Gena...     »

In recent years, automation within agriculture became more and more important with GPS-based automatic guidance systems. These systems are covering different tasks like highly precise alignment of lanes and are therefore able to bring economical and ecological advantages. Already today, several manufacturers offer proprietary solutions of such systems which are permanently increasing in accuracy, performance and comfort. Therefore, innovations often lead to an expensive exchange of the overall system. Because of this, there is a great need for the development of well structured subsystems with standardised interfaces. The standard ISO 11783 is on the way of being the main standard for agricultural machines, whereas leading manufacturers already offer ISOBUS interfaces as standard equipment on their tractors. The aim of this work was the development of an ISOBUS based electronic steering control system. The main task of this system is to control the steering angle of a wheel based tractor as quick, smooth and exact as possible. For this purpose, a FENDT VARIO 818 with an integrated ISOBUS system was available. To allow electronic steering control, several modifications on the tractor needed to be done. A suitable hydraulic valve and a steering angle sensor had to be chosen and integrated into the standard steering system. After that, the steering control software has been developed. Because of its remarkable abilities, a PID control algorithm was chosen as the core part of the software. After defining a detailed list of requirements, a general model of the system was set up. Additionally to a comfortable steering behaviour, a safety concept was designed and realised. After developing the main software, it was adapted to the physical steering system of the tractor. Optimal system settings were finally determined by a wide series of experiments and verified accordingly. Whilst runtime, real time data was recorded and accurately analysed. By using the optimal controller setup, the steering system was able to reach each possible steering angle in less than three seconds with a remaining difference to the set point of less than 0.1 degrees. A temperature influence on the steering behaviour could not be found. The automation on the agricultural sector is far away of coming to an end - quite the contrary - the efforts in developing autonomous vehicles will increase furthermore because of economical reasons. Considering an environmental friendly cultivation, it must be the target to remain competitive against low-wage countries beside the production of high quality food. Supporting this competitiveness, powerful and future-oriented interfaces like ISOBUS are already usable.      «

In recent years, automation within agriculture became more and more important with GPS-based automatic guidance systems. These systems are covering different tasks like highly precise alignment of lanes and are therefore able to bring economical and ecological advantages. Already today, several manufacturers offer proprietary solutions of such systems which are permanently increasing in accuracy, performance and comfort. Therefore, innovations often lead to an expensive exchange of the overall s...     »