农业机械学报

作者：杨杭旭，周俊，齐泽中，孙晨阳，赖国梁

单位：南京农业大学；金华职业技术学院,南京农业大学,南京农业大学,南京农业大学,南京农业大学,

关键词：电动拖拉机;温室;旋耕作业;稳定性控制;前馈PID;角度预测

基金：国家重点研发计划项目(2016YFD0701003)、江苏省现代农机装备与技术示范与推广项目(NJ2021-36)和金华市重点科技计划项目（2022-1-075）

针对温室小型农机对地面平整度敏感，微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况，基于课题组已开发的温室电动拖拉机，将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制（Angle prediction and feedforward PID，APF-PID），解决了温室旋耕作业中因机具俯仰而出现的响应性差、耕深不稳定和功率突变的问题。建立了温室电动拖拉机旋耕作业的功率模型，并建立了俯仰角-耕深的转换矩阵，得到了旋耕系统实际耕深的转换值；采用时间序列分析预测机身俯仰角，并作为旋耕系统的扰动输入；结合耕深的转换值和预测得到的扰动，采用APF-PID控制器调节旋耕系统的提升机构，将旋耕机维持在目标耕深；在温室内未旋耕和已旋耕的两种地块进行实车试验。结果表明：俯仰角时序预测模型的相关系数可达0.9832；APF-PID控制的控制性能优于PID控制，在目标耕深6cm的测试路面中，APF-PID在两种试验地块上的平均耕深分别为6.47cm和6.44cm，均方根误差为0.80cm和0.72cm，绝对平均误差为0.67cm和0.58cm，耕深稳定性系数为89.95%和91.30%，消耗的总能量较PID控制分别降低4.18%和19.13%，较好地实现了温室电动拖拉机旋耕稳定性控制，满足温室作业需求。

来源：2024年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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