基于模糊PID控制的再生稻自适应仿形割台性能试验与分析

来源：农业工程学报杂志2022年第10期北京时间：

作者：刘伟健,罗锡文,曾山,曾力,

摘要：为促进水稻再生季穗头萌发，头季稻机械收获时需保证300～450 mm的留茬高度，但水田泥脚深浅不一，收获时割台高度上下浮动，留茬高度难以保证，严重影响再生季产量。为此，该研究设计了一种自适应仿形割台，可实现割台高度及水平自适应调整。首先，对自适应仿形割台结构进行设计。然后，在Matlab/Simulink中搭建控制系统仿真模型，设计模糊规则，采用模糊PID控制方法对自适应仿形割台进行性能仿真，以超调量、响应时间和稳定性为指标，验证控制方法的可行性；以阶跃信号作为激励，对比分析了传统PID和模糊PID的控制效果，结果表明，模糊PID控制比传统PID的上升时间和到达稳态所需时间分别减少78.9%和81.6%，超调量由46 mm下降到8.2 mm。最后，搭建割台试验平台进行性能试验。结果表明，采用模糊PID控制时割台提升过程的平均响应速度约为0.216 m/s，下降过程的平均响应速度约为0.244 m/s，割台高程调节的平均误差6.75 mm，水平调节的平均误差为0.64°，割台调整迅速，定位准确度高，可满足再生稻头季收获使用需求。

关键词：农业机械, 试验, 再生稻, 自适应, 仿形割台, 模糊PID控制