宋欢+王维新+李霞+沈晓晨+张玉磊+��

摘要：针对棉花打顶的农艺作业要求设计了基于Fuzzy-PID控制的机械手，对此打顶机械手先进行了整体硬件系统的结构设计，然后详细介绍了控制系统的主要组成。依据设置在各关节的传感采集中心划分并确定模糊变量，通过Matlab制定了适合棉花打顶的独特模糊PID规则，从而建立了Fuzzy-PID控制系统。最后运用Simulink对棉花打顶机械手的数学模型进行模块搭建，调取Fuzzy-PID规则且导入到控制模块，进而对Fuzzy-PID控制模块进行仿真和分析，说明打顶机械手Fuzzy-PID控制的优势，为构建打顶机械手试验平台提供可行保障。

关键词：棉花；打顶机械手；Fuzzy-PID；模糊变量；Matlab；Simulink仿真

中图分类号： S224.9文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）03-0172-04

收稿日期：2015-12-14

基金项目：国家自然科学基金（编号：51405312）。

作者简介：宋欢（1991—），男，河南许昌人，硕士研究生，主要从事机电控制。E-mail：1254058254@qq.com。

通信作者：李霞，博士，副教授，主要從事机械设计及其自动化研究，E-mail：lixia0415@163.com。

新疆是全国最大的棉花生产区，作为新疆的支柱产业，棉花的丰产不仅对新疆经济影响十分显著，还对整个国家经济的发展有着重要影响[1]。打顶是采收棉花之前的重要环节，在棉花生产全程机械化过程中，从耕地到施肥、除草、播种、定苗、化防、灌溉、棉花采收各环节已基本实现机械化，但棉花打顶机械化滞后。面对如此之多的工作量，单靠人工打顶不仅延误最佳的棉花生长结铃期，还耗费众多的劳动力与成本，手工打顶已无法满足大面积棉花生产全程机械化的需求，严重制约了棉花产量的增长。……