基于PID算法的水稻直播机播量控制系统的设计与试验

• 作者: 何丽楠 何瑞银 余洪锋 李询 窦祥林 赵天才 郝向泽
• 来源期刊: 华南农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻直播机 PID调速算法 控制系统 播种量 自动调节 精准农业
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 页码范围: 118-125
• 页数: 8页
• 分类号: S223.2
• 字数: 2907字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.201805007

摘要

[目的]为了解决现有的机械式水稻直播机镇压轮传动播种导致的漏播以及播量无法同步均匀调节的问题,实现水稻直播机播量自动精准调节.[方法]对现有苏南地区传统机械式水稻直播机进行自动化改造,设计了基于PID调速算法的水稻直播机播量控制系统.该系统在田间播种作业时,由设计的测速轮采集机具作业速度,结合设定的目标播种量和机具作业速度,依据播量控制策略得到排种轴理论转速;利用PID调速算法和编码器测到的排种轴反馈转速对直流电机进行闭环控制,可在线无极调节播量,从而实现精准播种.[结果]该系统排种电机空载时转速调整时间小于0.63 s,最大超调量8.21％,施加12.5 N·m负载时,排种电机最长回调时间为0.32 s.目标设计播量对应转速范围内,转速控制误差最大值小于7.21％,转速误差小于5.21％,田间播量误差小于4.92％.田间车速阶梯变化时,排种转速跟随响应及时,具有较高的排种同步性,与传统机械式水稻直播机相比播量调节性能显著提高.[结论]该系统自动化改造简便,重点改进了播量调节机构,提高了传统播种机播种性能,对传统机械直播机具有较高适配性.