农业机械学报

作者：邱长龙，马锃宏，杜小强，胡安国，赵立军，章呈杰

单位：浙江理工大学,浙江理工大学;浙江省种植装备技术重点实验室,浙江理工大学;农业农村部东南丘陵山地农业装备重点实验室（部省共建）,永康威力科技股份有限公司,重庆文理学院,星光农机股份有限公司,

关键词：电动履带旋耕机;旋耕深度;自适应调平机构;天牛须搜索算法;模糊PID控制

基金：浙江省农机研发制造推广应用一体化试点项目（YF20220801）、重庆市教育委员会科学技术研究项目（KJZD-M202201302）、重庆市科技局英才计划项目（20231102）、重庆市科技局创新发展联合基金项目（CSTB2022NSCQ-LZX0024）和杭州市科技发展计划项目（202203A03）

针对温室、丘陵山区等小地块旋耕机作业时，机身横向倾角变化导致的旋耕作业质量差、作业效率低等问题，本文以纯电动履带式旋耕机为研究对象，设计了一种旋耕机具自适应调平系统，并提出了一种基于天牛须搜索算法（BAS）改进模糊PID的自适应调平控制策略。首先，给出了自适应调平整机结构方案和工作原理，在此基础上，建立了该调平系统的数学模型；其次，考虑旋耕作业负载工况的实时变化性，引入天牛须搜索算法（BAS）对控制器相关参数进行搜索，设计了自适应调平BAS-模糊PID控制器。仿真结果表明，在BAS-模糊PID、模糊PID、常规PID控制下，10°横向调平时间分别为1.6、2.1、3.5s，相较于其他2种控制，BAS-模糊PID减小了调平时间，且超调量较小。田间试验结果表明，采用BAS-模糊PID调平系统作业后的测点高程最大标准差相较于作业前下降68.0%，平均耕深变异系数为7.45%；而使用模糊PID调平系统的测点高程最大标准差降幅仅为41.5%，平均耕深变异系数为8.65%。采用BAS-模糊PID调平控制系统能够保持机具水平作业状态，在耕深变异系数降低13.9%的基础上，可显著提高田块地表平整度效果。

来源：2025年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2025年第9期