遗传优化RBF-PID的电动变量施肥控制系统研究

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:cuitlcm
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我国是粮食产业大国,在农业生产中,大豆占我国粮食产量的主导地位。需要投入大量的肥料,保证粮食的高产量。然而,肥料的利用率较低,导致一系列的生态环境问题。为了能够合理使用化肥量以降低环境污染,本文针对电动变量施肥控制系统,研究采用遗传优化RBF-PID控制算法时的系统控制性能。主要研究内容如下:(1)研究了电动变量施肥试验台的结构、影响施肥量的主要因素、变量施肥控制方案以及电动变量施肥试验台硬件部分的设计。选定电动变量施肥控制系统的方案是直流电机直接驱动型。该控制系统主要由处理器模块、电源模块、键盘模块、显示屏模块、测速模块等模块组成。(2)分析电动变量施肥控制系统的策略,提出一种基于遗传优化RBF-PID算法整定PID的方法。采用Matlab/simulink软件建立传递函数仿真模型,分别采用BP-PID、RBF-PID、遗传优化RBF-PID进行仿真对比,其中遗传优化RBF-PID算法的超调量为0.36%、峰值时间为0.006s、调整时间为0.035s。(3)进行电动变量施肥试验,根据施肥试验数据,深入分析变量施肥控制系统的动态性能和稳态性能。当排肥轴转速设定在15-80r/min时,排肥轴的转速和施肥量成相似比例关系,施肥量相对误差小于2.37%、上升时间小于1.07s、超调量小于2.71%,系统达到稳定状态。综上,本文深入分析遗传优化RBF-PID算法的电动变量施肥控制特性,其中采取理论分析、软件仿真、试验台试验等方法。研究结果表明:电动变量施肥控制系统加入遗传优化RBF-PID算法,能够提高该控制系统的稳定性及鲁棒性,为变量施肥技术奠定了良好的基础。
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