农业机械学报

作者：陈雨，张烁，陈宇翔，郭佩杰，陈军，闫小丽

单位：西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,

关键词：高地隙喷雾机;空气悬架;药液晃动;混棚PID控制

基金：国家自然科学基金青年科学基金项目(32001428)、国家重点研发计划项目(2022YFD1900304)和陕西省重点研发计划项目（2024NC-YBXM-202、2024NC-YBXM-244、2023-ZDLNY-62）

针对高地隙喷雾机在复杂工况激励下药罐药液晃动导致其平顺性和稳定性较差的问题，设计了一套由空气弹簧和磁流变减振器组成的喷雾机底盘半主动空气悬架系统。在此基础上，建立了空气弹簧数学模型、半主动悬架数学模型以及考虑药液晃动因素的整车七自由度动力学模型。结合喷雾机运行工况特点，提出了一种混合天棚控制和地棚控制的混棚PID控制方法，建立了Matlab/Simulink仿真控制模型，并进行了仿真研究。结果表明：应用所提出的控制方法，簧载质心加速度降低了30.1%，侧倾角速度降低了34.6%，俯仰角速度降低了37.1%，轮胎动载荷降低了26.5%。根据喷雾机转场运输与喷药作业工况环境以及悬架控制方式，进行了喷雾机底盘悬架减振控制性能以及药液晃动抑制效果实车试验。试验结果表明：在非田间路面运行时，在混棚PID控制下，簧载质心加速度降低了18.44%，侧倾角速度降低了23.88%，俯仰角速度降低了22.50%，轮胎动载荷降低了9.67%；在田间路面运行时，在混棚PID控制下，簧载质心加速度降低了26.97%，侧倾角速度降低了26.14%，俯仰角速度降低了25.49%，喷杆晃动角速度降低了21.69%，轮胎动载荷降低了13.88%；同时，通过分析液面的极差，验证了在不同充液比下药液晃动均能得到明显抑制。

来源：2025年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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