刘姣娣，曹卫彬，许洪振，田东洋，焦灏博，欧阳异能



自动补苗装置精准定位自适应模糊PID控制

刘姣娣1,2，曹卫彬1※，许洪振3，田东洋1，焦灏博1，欧阳异能4

（1. 石河子大学机械电气工程学院，石河子 832000； 2. 重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 404100； 3. 新疆天业股份有限公司，石河子 832000； 4. 石河子大学理学院，石河子 832000）

为实现补苗装置精准定位控制，解决自动移栽作业过程中因穴盘缺苗和取苗投苗失败而导致的漏栽问题，采用自适应Fuzzy-PID 控制算法来实现钵苗输送的步进定位控制。构建了步进电机角速度控制传递函数的数学模型，设计了自适应 Fuzzy-PID控制器及其模糊规则，通过MATLAB的Simulink模块建立了基于模糊PID控制器的步进电机系统角速度控制模型，以阶跃信号作为激励信号，自适应模糊PID控制和PID控制的仿真试验表明：PID控制的响应时间为7 s，出现超调量为0.1的振荡，通过调整PID控制器参数增大比例系数，系统响应时间缩短为2.2 s，系统响应速度明显加快，且未出现振荡环节；自适应模糊 PID 的响应时间为 0.12 s，步进电机系统快速到达阶跃响应的稳态值，步进电机角速度控制稳定，角速度响应快，满足钵苗输送的定位要求。自动补苗试验结果表明：在植苗频率为40、50与60株/min时，补苗成功率分别为100%，100%、95.8%，且只要光纤传感器检测到漏苗信号，基于自适应Fuzzy-PID控制的步进电机系统快速响应，补苗控制系统都能准确及时地进行自动补苗。该研究可为解决自动移栽机田间作业的漏栽问题提供参考。

农业机械；试验；控制；……