基于复合模糊PID的植保无人机变量喷雾系统设计

为提升现有植保无人机喷雾流量随飞行速度变化自适应调整的精准性，降低施药偏差，设计了一种基于复合模糊PID控制算法的植保无人机变量喷雾系统，可根据无人机飞行速度，以基于复合模糊PID控制算法的PWM调制实时调整喷雾流量。通过测试平台分别对比了此控制算法与PID、模糊PID的响应情况，并进行了无人机喷雾流量随飞行速度变化的响应测试。结果表明：基于复合模糊PID控制的系统响应较PID超调量降低63.64%,较模糊PID调节时间缩减23.08%,复合模糊PID与模糊PID的稳态误差控制在3.125%内，小于PID的4.688%;基于PID、模糊PID、复合模糊PID的喷雾系统喷雾流量平均偏差分别为2.67%、3.85%、1.90%;基于复合模糊PID算法的喷雾系统跟随飞速变化自适应调整喷雾流量的最大偏差为6.29%,满足植保无人机施药作业要求，可为农业航空精准变量喷雾系统设计提供参考。     

基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计与试验

针对传统果蔬农业大棚环境数据感知不强、现场维护工作量大、无线覆盖区域受限、生产管理效率低、成本高的问题,提出一套基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计。以STM32L475VET6超低功耗芯片为主控芯片,通过NB-IoT和ZigBee双协议融合组网技术和环形缓冲队列算法组建广域无线网络,设计现场监测终端与远程云监控平台,将局域终端节点采集的环境因子信息接入云服务器进行统计与分析。系统根据采集到的数据自动调控反馈控制设备,达到低功耗模式下的广域覆盖监测并智能反馈调控果蔬大棚环境因子的目的,实现感知层、网络层到平台层和应用层一套完整的果蔬大棚物联网系统设计。将模糊PID控制算法应用于温棚环境调节的仿真测试表明,系统平均丢包率为0.088%,空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度等环境因子参数平均相对误差保持在0.5%以内,NB-IoT休眠功耗小于9μA,能实现智能反馈控制并保证系统多节点部署、多参数检测、低功耗工作、广覆盖通信的条件,使系统具有更高的复杂环境适应性和稳定性。     

基于模糊PID控制的自适应喷雾系统设计与试验

针对现有果园风送式植保喷雾机的定量喷药装置,设计了一种基于模糊PID控制的自适应喷雾系统并进行分析试验。对喷雾机的结构进行设计,完成控制系统布置,使用模糊控制器对PID参数进行优化,并通过与传统PID控制器的仿真分析对比验证了模糊PID的控制效果。研究了自适应喷雾系统在实际作业过程中的喷洒效果,并验证了该系统在保证喷洒效果良好的情况下比连续喷药节约药液30%以上。该系统节省了劳动力,单人即可操作此风送式植保机。     

基于PWM的电控精量喷雾控制系统设计与试验

针对现有变量喷雾系统精准化程度低、农药有效利用率低等问题,设计一种基于PWM的电控精量喷雾控制系统。该系统以PIC18F258单片机为核心,主要由上位机、喷雾控制器、电子开关、电控喷嘴体组成。采用HMI串口屏作为上位机,接收用户设置的喷药量,通过CAN总线通讯实时发送到喷雾控制器;喷雾控制器根据接收的施药量计算出对应喷头的PWM占空比,实时调节各个喷头单位时间的通断时间,从而实现喷头的独立控制。为验证系统控制的精确性,在脉冲频率为10 Hz,系统压力分别为0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa时,测量喷雾系统在单个周期内的喷雾时间、系统响应时间以及不同占空比下的喷头流量。试验结果表明：在系统压力分别为0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa下,喷头流量与PWM占空比之间均为线性关系,线性拟合度均大于0.95。电控喷嘴体通断时间误差最大值分别是2.5 ms、2.98 ms、2.9 ms,相对误差最大值分别是6.6%、6.6%、6.8%,RMS误差分别为2.37 ms、2.54 ms、2.27 ms,喷雾系统最大响应时间分别为0.179 s、0.176 s、0.167 s。     

基于模糊PID的犊牛代乳粉奶液温度控制系统设计与试验

为实现犊牛饲喂过程中冲调代乳粉奶液温度的有效控制、提高热交换器温度控制的准确率,设计一款基于模糊PID控制算法的动态温度控制系统,主要应用PID参数在线模糊自整定和PID温度控制模糊算法等实现动态调节被控对象(代乳粉奶液)温度,从而保证犊牛饮用代乳粉冲调奶液温度控制在(37±1)℃的可控范围内.设定热交换器温度为42℃...     

基于模糊PID的冬小麦变量追肥优化控制系统设计与试验

为了实现冬小麦实时变量精确追肥,研究了基于模糊PID控制技术的变量追肥机追肥量实时调整算法,通过对排肥器转速和开度双变量调节,实现追肥量的优化控制。系统首先采用粒子群优化算法确定PID控制器参数的初始值,然后通过实时获取冬小麦冠层归一化植被指数和排肥器实时状态,结合模糊控制理论和PID控制技术,对PID参数进行在线整定,实时调整排肥器的转速和开度,从而实现追肥量的最优控制。试验结果表明:施肥过程中,施肥量存在波动性。但施肥量变异系数小,最大为3.22%,均值为2.09%,可以满足田间变量施肥的要求。模糊PID控制算法具有良好的动态稳定性和跟踪性能,无论是室内试验还是大田试验的控制精度均达到86%以上。     

模糊免疫PID控制在淀粉浓度控制中的应用

在分析比较传统PID、Smith预估PID和模糊免疫PID原理的基础上,提出了利用模糊免疫PID调节淀粉生产线中的淀粉浓度.通过对淀粉生产线中浓度控制回路进行数学建模,对传统PID、Smith预估PID和模糊免疫PID 3种控制器进行了设计与仿真.仿真结果表明,模糊免疫PID在控制效果上明显优于传统PID并且其鲁棒性高于Smith预估PID.最后,利用Matlab的DDE协议和ActiveX与淀粉生产线的上位机RSView32进行数据交换,将Matlab中模糊免疫PID控制算法传输到上位机上,实现了模糊免疫PID控制在淀粉浓度控制中的应用.     

变量喷雾流量阀的变论域自适应模糊PID控制

为解决变量喷雾过程中实时混药时农药微小流量的控制问题,采用小型针阀、直流电动机及减速器设计了机电流量控制阀。构建了机电流量控制阀传递函数的数学模型,并为之设计了变论域自适应模糊PID控制算法。对该流量控制阀进行了变论域自适应模糊PID控制和PID控制的MATLAB仿真,比较结果表明：PID控制的响应时间为3.5 s,最大超调量约为39.0%,变论域自适应模糊PID的响应时间为0.93 s,超调量最大不超过2.9%。系统稳定性,准确性和快速性等指标完全满足农业技术要求。     

基于模糊PID的智能烟叶烤房控制系统

根据烟叶烤房的特点及常规PID控制器的局限性,设计了基于模糊PID的烟叶烤房控制系统。采用模糊控制理论,根据系统运行过程中的偏差绝对值及偏差的积累绝对值,对PID参数进行实时校正。当系统参数或工况发生变化时,逐步调整PID参数值,使系统控制性能处于最优控制状态,实现对PID参数的在线智能校正。该系统解决了传统PID控制由于烟叶烤房模型不确定性、纯滞后等特点带来的不足。试验和实际运行表明,该系统提高了烤房的温湿度控制精度和烟叶烘烤质量。     

农用车辆智能防抱死制动系统的设计——基于模糊PID与嵌入式系统

为了提高农用车辆在紧急制动时的安全性,将模糊PID和嵌入式系统引入到了车辆防抱死制动系统中,通过PID反馈调节和模糊规则控制轮胎的滑移率,可以提高防抱死系统控制的控制精度和响应速度.为了验证该方法的可行性,以东方红拖拉机作为实验对象,对车辆安装模糊PID控制器前后的制动性能进行了测试.试结果表明:采用模糊PID控制器后...     

基于模糊理论的参数自适应PID智能控制系统

针对平地机进行刮平作业时无法实现稳定恒速控制的问题,提出了基于模糊理论的参数自适应PID算法的行走智能控制系统,并完成了将该算法应用在平地机的控制系统中协调解决作业时油门大小、档位和恒速控制问题。同时,为验证参数自适应PID算法对整机运行参数实时监控的有效性和可靠性,系统采用单片机作为控制器,通过Mat Lab软件的Simulink仿真,分别对平地机作业恒速控制设定干扰信号、参数自适应过程性能以及不加PID、加PID、自适应模糊PID3种控制方式进行了恒速控制效果对比分析。测试显示:该系统响应时间短、速度较快,具有良好的工作稳定性和可靠性,能够满足设计要求。     

宽幅变量喷雾机智能控制系统设计

自走式宽幅喷雾机现场作业时,经常由于机组速度的变化导致喷施差异,影响了喷雾效果,甚至造成药害.为此,开发了基于嵌入式处理器和多传感器高效融合的变量喷雾控制系统,实现了喷洒压力和机组行走速度的在线协调控制.系统采用PID参数模糊自整定控制器,可自动根据作业速度调整喷雾压力和喷雾量,提高了单位面积施药量的均匀程度.通过对自主开发的变量喷雾样机进行实验表明,该模糊PID 控制器响应快速、适应性强,能迅速消除系统余差,使变量喷雾控制系统具有良好的动态和稳态特性.     

基于遗传优化模糊PID算法的温室智能控制系统研究

近年来,随着信息智能化和农业现代化的快速发展,我国温室种植取得了重大进展,形成了以科学方法管理控制大棚温室环境的理念;但因缺乏工厂化管理方式,温室智能控制技术在设施配套和产业自动化方面还有不足之处,与欧洲发达国家差距甚远。因此,设计一套适合我国农情的现代化温室控制系统显得非常重要,其对实时监测和精确控制温室环境参数,提高农作物产量和质量意义深远。本文根据大棚种植特点,基于遗传优化模糊PID融合算法,设计和研究了一套独有的温室智能控制系统,并对该系统进行性能仿真实验。结果表明:本温室智能控制系统性能良好、自动化程度高、节能显著,对大棚蔬菜的种植具有重要的促进作用。     

基于物联网和模糊PID技术的温室智能监控系统

针对温室范围广、监控点多、布线困难、且具有非线性、大延时、控制模型难以确定等特性,以CC2530为核心设计了无线传感器节点、汇聚节点及智能控制节点,实现对温湿度、光照等参数的实时采集,以Zigbee技术实现各无线传感器节点之间的数据传输;以GPRS技术实现汇聚节点与监控平台的对接,采用带Smith预估器的模糊PID控制算法实现对遮阳网、风机、湿帘、均热扇等设备的控制,经现场长时间运行表明,整个系统经济实用,控制精度高,运行稳定可靠,满足大棚生产要求。     

农用喷药车的控制系统设计

设计了一款基于Android平台的WiFi遥控喷药小车.系统以Arduino UNO为主控芯片,小车可以实现实时视频传输,通过手机对小车进行有效控制.经实验验证,小车视频的有效传输距离为30 m以内.     

基于PID控制的小麦智能播种机研制与试验

针对小麦播种机工作时地轮打滑和手动播量调整不精准等问题,研发一种基于PID控制的小麦智能播种机。该播种机控制系统工作时,由速度传感器获取播种机行进速度,根据行进速度、亩播量及播种机相关参数,计算排种轮转速的给定值,利用PID控制器实现对排种轮转速的控制。室内试验结果表明：播种机在不同作业条件下实际亩播量与设定亩播量误差均在2%以下,满足小麦精量播种的农艺要求。在中速和中高速作业条件下,智能排种系统控制精度最高,稳定性好。田间试验结果表明：小麦播种机的实际亩播量与设定亩播量之间最大误差为2.33%,略大于室内试验结果,主要是由田间作业环境等因素造成的。研制的基于PID控制的小麦智能精量播种机能有效提高播种精度。