农业机械学报

作者：周志艳，周铭杰，陈羽立，明锐，向颖，罗锡文

单位：华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,闽江学院,华南农业大学,

关键词：旋翼悬浮式喷杆;喷杆喷雾机;自动调平;PID控制;模糊控制

基金：岭南现代农业科学与技术广东省实验室科研项目（NT2021009）、广东省乡村振兴战略专项（2020KJ261）、广东省科技计划项目（2021B1212040009）和吉安市科技计划项目（20211-055316）

现有的大型喷杆喷雾机的喷杆大多采用传统桁架结构，随着喷杆长度的增加，配套机构、设计复杂度及整机质量相应增加，整机质量大，农田中行走的通过性差，陷车风险高；喷杆平衡控制难度加大，降低了整机的可靠性和便利性；特别是在水田喷施作业中，大型喷杆喷雾机的功能受到很大限制。本文提出了一种旋翼悬浮式喷杆，分别融合地面机械高续航、载重大和空中无人机作业灵活、受地形地貌限制小的优点，并设计了自动调平控制系统以实现喷雾机喷杆在喷施作业过程中保持水平姿态。分析了喷杆的受力情况，对自动调平控制系统进行了辨识和建模，采用“陀螺仪+激光雷达”进行双传感器融合控制的方式，开展了旋翼悬浮式喷杆自动调平控制算法的仿真试验、台架试验和田间试验。试验结果表明：采用双传感器融合的模糊PID控制算法优于单传感器的角度PID控制算法，可较好地避免出现失稳状态；在田间试验中，当喷杆进入稳定状态后，整根喷杆各点离地高度均值在1.4~1.5m之间，标准差不大于0.1027m，具有较好的水平度；所采集的10个不同时刻喷杆各点高度均值的变异系数为1.40%，说明喷杆悬浮高度的稳定性较好。该研究验证了旋翼悬浮式喷杆作业方法的可行性。

来源：2022年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2022年第12期