基于模糊PID算法的变量施用颗粒肥控制系统研究

精准农业是现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式,是一个综合性很强的复杂系统,是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。 变量施肥技术是精准农业技术的重要组成部分。基于PID控制算法的变量施肥控制系统,很好地解决了电控机械无级变速机构变量施肥播种机的稳态施肥精度问题,并提高了系统的响应速度。但是,进一步分析该系统试验结果发现排肥轮转速波动或转速过高时,系统的控制精度会降低,影响变量施肥播种机的性能。针对变量施肥播种机因田间土壤平整度、机车行进速度等因素变化,导致施肥轮转速不稳定,影响施肥精度的问题,提出基于模糊PID控制算法的变量施肥系统,结合模糊逻辑控制和模糊PID控制的优点,提高系统的动态性能和抗干扰性能。 文中首先论述了模糊PID控制的理论基础,介绍了模糊控制的原理及模糊PID的结构和设计。在此基础上设计了适用于电控机械无级变速机构变量施肥控制系统的模糊PID控制器,利用MATLAB进行仿真,对控制效果进行了详细的分析。仿真结果表明模糊PID控制器,在响应速度、稳态精度及对干扰的抑制能力等方面均优于常规PID,尤其适用于像变量施肥控制系统这样的非线性且随机干扰严重的系统。最后通过试验进一步验证了该控制器的控制效果。