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基于AMESim-Matlab联合仿真的果园环沟施肥轨迹控制系统
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作者 李旭东 梅方炜 +2 位作者 刘永帅 孙志锋 朱新华 《农业工程学报》 北大核心 2025年第16期55-65,共11页
针对果园环沟施肥机复杂重载工况下曲线施肥轨迹精准控制难题,该研究设计并分析了基于多段圆弧的环沟轨迹控制系统,通过精准控制开沟器横向变速伸缩运动,配合施肥机匀速直线前进运动合成多段圆弧施肥轨迹。采用AMESim仿真分析了比例调... 针对果园环沟施肥机复杂重载工况下曲线施肥轨迹精准控制难题,该研究设计并分析了基于多段圆弧的环沟轨迹控制系统,通过精准控制开沟器横向变速伸缩运动,配合施肥机匀速直线前进运动合成多段圆弧施肥轨迹。采用AMESim仿真分析了比例调速阀、比例节流阀、比例换向阀3种开沟器横向伸缩液压驱动回路的变速控制特性。基于提出的分段PID控制方法构建了控制系统AMESim-Matlab联合仿真模型,分析了工况适应性和全段轨迹的控制精度,并以曲线轨迹撒肥、开沟试验对控制系统进行了验证。结果表明,比例换向阀回路中液压缸伸缩速度的调节时间及线性误差显著低于比例调速阀、比例节流阀回路,动态及稳态速度控制特性最优;分段PID(比例-积分-微分,proportional-integralderivative)控制方法对空载、正常作业、硬质土、阻力突变4种典型工况适应性良好;曲线撒肥试验表明,施肥轨迹与树行最近距离、环沟基圆半径、相切圆弧半径的相对误差分别为1.76%、1.27%及2.65%,轨迹参数控制精度高、株距适应性好;曲线开沟试验表明,株距为1.3 m及2.3 m时,开沟器横向伸缩实际与目标位移曲线的相关系数分别达0.9950、0.9991,均方根误差分别为0.0103、0.0078 m,曲线开沟复杂重载工况下系统控制精度满足要求。曲线撒肥、开沟试验验证了该文构建的控制模型的可靠性。该研究实现了多段圆弧曲线施肥轨迹精准控制,研究结果可为农机工作部件轨迹控制和果园机械化环沟施肥技术开发提供依据和参考。 展开更多
关键词 环沟施肥 施肥轨迹 轨迹控制 变速控制特性 AMESim-Matlab
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