农业机械学报

作者：王淞，衣淑娟，赵斌，李衣菲，王光宇，李帅霏，孙文胜

单位：黑龙江八一农垦大学,黑龙江八一农垦大学,黑龙江八一农垦大学,黑龙江八一农垦大学;东北农业大学,黑龙江八一农垦大学,黑龙江八一农垦大学,黑龙江八一农垦大学,

关键词：带式高速导种装置;控制系统;模糊算法;滑模控制;卡尔曼滤波

基金：北大荒农垦集团有限公司2023年农机研发制造推广应用一体化试点项目、国家自然科学基金项目(52275246)和黑龙江省重点研发计划重大项目(2022ZX05B02)

为解决带式高速导种装置导种过程中导种电机与排种器驱动电机转速同步率低、稳定性差，造成播种株距变异系数升高,播种均匀度差的问题，提出一种基于模糊滑模卡尔曼（Fuzzy sliding mode control-Kalman,FSMC-Kalman）算法的带式高速导种装置控制系统。通过对系统运动过程分析建立了排种电机、导种电机与作业速度的关系，为研究系统控制策略，对两个电机建立了数学模型。提出的FSMC-Kalman算法利用模糊算法动态整定滑模控制器中的逼近系数与速率系数，并在反馈环节加入卡尔曼滤波算法，从而增强控制系统的鲁棒性与自适应能力。仿真试验表明：基于FSMC-Kalman算法的导种电机转速无超调，调节时间为0.22s，稳态误差为4.68r/min；基于FSMC-Kalman算法的排种电机转速也无超调，调节时间为0.23s，稳态误差为1.96r/min。台架试验表明：FSMC-Kalman算法4种作业速度的平均合格株距变异系数为7.98%。FSMC-Kalman算法相较于SMC算法平均合格株距变异系数降低4.67个百分点，相较于FSMC算法平均合格株距变异系数降低3.36个百分点，相较于SMC-Kalman算法平均合格株距变异系数降低2.06个百分点。基于FSMC-Kalman的带式高速导种装置控制系统能够使导种电机与排种器驱动电机高同步率稳定工作，从而提高播种均匀度。

来源：2024年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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