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封面文章|基于模糊PID控制的再生稻自适应仿形割台性能试验与分析

moboyou 2025-05-14 14:25 13 浏览

《农业工程学报》2022年第38卷第10期刊载了华南农业大学刘伟健、罗锡文、曾山与曾力的论文——“基于模糊PID控制的再生稻自适应仿形割台性能试验与分析”。该研究由智慧农业工程技术与装备(项目号:NT 2021009)等资助。

引文信息:刘伟健,罗锡文,曾山,曾力.基于模糊PID控制的再生稻自适应仿形割台性能试验与分析[J].农业工程学报,2022,38(10):1-9.

研究目的:为促进水稻再生季穗头萌发,头季稻机械收获时需保证300~450 mm的留茬高度,但水田泥脚深浅不一,收获时割台高度上下浮动,留茬高度难以保证,严重影响再生季产量。为此,该研究设计了一种自适应仿形割台,可实现割台高度及水平自适应调整。

方法:首先,对自适应仿形割台结构进行设计。然后,在Matlab/Simulink中搭建控制系统仿真模型,设计模糊规则,采用模糊PID控制方法对自适应仿形割台进行性能仿真,以超调量、响应时间和稳定性为指标,验证控制方法的可行性;以阶跃信号作为激励,对比分析了传统PID和模糊PID的控制效果,结果表明,模糊PID控制比传统PID的上升时间和到达稳态所需时间分别减少78.9%和81.6%,超调量由46 mm下降到8.2 mm。最后,搭建割台试验平台进行性能试验。

结果与结论:结果表明,采用模糊PID控制时割台提升过程的平均响应速度约为0.216 m/s,下降过程的平均响应速度约为0.244 m/s,割台高程调节的平均误差6.75 mm,水平调节的平均误差为0.64°,割台调整迅速,定位准确度高,可满足再生稻头季收获使用需求。

农业工程学报官网地址:
http://www.tcsae.org/nygcxb/article/abstract/20221001?st=article_issue

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