您好,欢迎访问新疆农垦科学院 机构知识库!

基于模糊PID控制的玉米精量播种机单体驱动器设计与试验

文献类型: 中文期刊

作者: 姚颍飞 1 ; 陈学庚 2 ; 纪超 1 ; 陈金成 1 ; 张惠 1 ; 潘峰 1 ;

作者机构: 1.新疆农垦科学院机械装备研究所

2.石河子大学机械电气工程学院

关键词: 农业机械;控制;模糊PID;玉米播种机;单体驱动器;高速播种

期刊名称: 农业工程学报

ISSN: 1002-6819

年卷期: 2022 年 006 期

页码: 12-21

收录情况: EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要: 为提升新疆地区玉米精量播种机作业效率、稳定高速工况下播种质量,该研究以气吸圆盘式玉米排种器为研究对象,设计了一种基于模糊PID控制的玉米精量播种机单体驱动器。基于电机驱动排种控制系统硬件构成及工作原理,搭建了以STM32F103C8T6单片机为核心的功能电路。该单体驱动器工作时,由霍尔传感器采集播种机的作业速度,通过高精度光电旋转编码器实时反馈电机转速,利用增益调整型模糊PID算法使调速系统根据转速偏差和偏差变化率实时修正PID控制参数,使电机转速快速精准地跟随作业速度的变化。通过转速控制特性试验可知:脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM)频率为60 kHz时,电机具有良好的启动特性;电机转速在307~10 441 r/min范围内,电机实际转速变异系数均小于6.29%,具有较好的稳定性和线性度。电机调速试验结果表明:在设定电机目标转速为1 500r/min时,模糊PID调速系统相比传统PID调速系统超调量降低0.4%,上升时间和调节时间分别缩短0.12和0.49 s,稳态误差减小0.3%;在种床带速度反馈周期T=1.0 s时,模糊PID动态调速精度较高、鲁棒性好。电机驱动排种台架试验结果表明:作业速度为8、10 km/h时,两种控制方式的播种性能指标差异较小;作业速度为12 km/h时,模糊PID控制的播种合格指数大于93.04%,重播指数小于5.13%,漏播指数小于1.83%;与传统PID控制方式相比合格指数均值提高2.50个百分点,重播指数均值降低0.85个百分点,漏播指数均值降低0.88个百分点,各播种性能指标均优于传统PID控制方式,适于高速播种作业。研究结果可为玉米高速精量播种机的研发设计提供参考。

  • 相关文献

[1]基于Fuzzy-PID的棉花打顶升降装置设计与试验. 薛星星,胡斌,贾首星,王健. 2024

[2]基于模糊PID控制的水肥一体化研究. 夏文豪,程慧,杜鏊,郑炫,邢剑飞,胡灿. 2024

[3]果园作业机械的现状与发展. Meng Xiangjin,孟祥金,Shen Congju. 2012

[4]冷却羊肉贮藏过程中脂肪氧化控制的研究. 王俊钢,金新文,卢士玲,李开雄,蒲菊霜. 2010

[5]企业应收账款的管理. 刘晓江. 2008

[6]变量技术在农业机械上的应用. 张小莉,丁强. 2016

[7]酿酒葡萄收获机输送装置的设计. 袁盼盼,坎杂,王丽红,李成松,冯玉磊. 2014

[8]圆盘式开沟机作业功耗仿真分析及试验验证. 康建明,李树君,杨学军,刘立晶,李长荣. 2016

[9]4JSM-2000A型棉秆粉碎及搂膜联合作业机的研制. 田辛亮,赵岩,陈学庚,颜利民,温浩军,缑海啸,纪超. 2018

[10]吊篮式移栽机构工作参数优化与试验. 刘洋,毛罕平,李亚雄,李斌,王涛. 2018

[11]齿链复合式残膜回收机设计与试验. 谢建华,唐炜,曹肆林,韩英杰,张毅,杨豫新,李开杰. 2020

[12]翻转犁的使用和调整方法. 刘兴爱,杨怀君,雷志高. 2019

[13]铧式犁犁体曲面研究现状与展望. 刘进宝,郑炫,孟祥金,汤智辉,杨怀君,张鲁云. 2021

[14]三种穴盘育苗播种机结构特点分析. 何义川,曹肆林,王敏,王序俭,刘宏涛. 2012

[15]残膜回收机单组仿形搂膜机构的设计与试验. 王科杰,胡斌,罗昕,陈学庚,郑炫,颜利民,缑海啸. 2017

[16]残膜捡拾压缩车及其作业工艺设计与试验. 刘进宝,郑炫,赵岩,陈学庚,刘兴爱,葛士林. 2017

[17]基于离散元的棉田仿生减阻犁体设计与试验. 刘进宝,郑炫,杨怀君,李帆,王子龙,张鲁云. 2024

[18]秸秆粉碎与残膜集条联合作业机的研制与试验. 于云海,陈学庚,温浩军. 2016

[19]三种穴盘育苗播种机结构特点分析. 何义川,曹肆林,王敏,王序俭,刘宏涛. 2012

[20]气吸式排种器带式导种装置的设计与试验. 陈学庚,钟陆明. 2012

作者其他论文 更多>>