基于改进鲸鱼优化PID算法的变量喷药控制系统研究

来源：中国农机化学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：秦吉彪, , 陈龙彬, 鲍地发, 郑书河,

单位：(1. 福建农林大学机电工程学院，福州市，350002； 2. 现代农业装备福建省高校工程研究中心，福州市，350002)

摘要：为解决传统PID控制方法实时性差与准确性低的问题，实现PID控制参数的自动整定，将改进的鲸鱼优化算法(IWOA)与PID控制相结合，设计一种基于改进鲸鱼优化PID算法(IWOA—PID)的变量喷药控制系统。同时，构建变量喷药控制系统传递函数数学模型，利用MATLAB对变量喷药控制系统进行仿真试验并搭建喷药试验台进行试验验证。仿真结果表明：相比于传统PID控制，IWOA—PID控制系统超调量由1.39%减少到0.10%，稳态误差由1.19%减小到0，调节时间由1.072 s减少到0.806 s。试验结果表明：IWOA—PID控制的系统响应更快，平均响应时间为2.98 s，而PID控制的平均系统响应时间为4.46 s；平均稳态误差由17.1%减小到11.3%。该方法能够较好地满足农业生产中对实时性与准确性的需求，为变量喷药技术的研究提供新途径。

关键词：变量喷药,改进鲸鱼优化算法,PID控制,参数优化,控制系统

基金资助：福建省科技计划项目(2022N0009)