扰动下铡草机切碎辊负荷控制器设计与试验

作     者：王征 任龙龙 李扬 吴彦强 束钰 宋月鹏 WANG Zheng;REN Longlong;LI Yang;WU Yanqiang;SHU Yu;SONG Yuepeng

作者机构：山东农业大学机械与电子工程学院泰安271018 山东省园艺机械与装备重点实验室泰安271018 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2023年第54卷第12期

页      面：141-154页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFD0701700) 山东省现代农业产业技术体系—果品创新团队专项(SDAIT-06-12)。 

主　　题：铡草机 切碎辊 控制器 切碎速度 预测参数 

摘      要：为提高铡草机切碎作业的控制性能、作业质量及减小能耗,基于线性预测控制并结合铡草机切碎作业特点建立目标函数,由切碎运动学误差模型推导采样周期以解决控制鲁棒性,切碎动力学模型推导控制时域及预测时域以提高控制响应性,设计了铡草机切碎辊负荷控制器。Simulink仿真表明:经计算和回归优化选出的预测参数组采样周期、预测时域、控制时域为0.8、15、2 s时,其控制精度及鲁棒性最好、作业能力最大、对扰动的响应速度最快、抑制能力最强及能耗(9.27×106J)最小。现场试验结果表明:该优化预测参数组模型控制器,能够对铡草机切碎负荷有效跟踪控制,产品质量符合标准要求,同时实现了铡草机作业能力的提高,使系统控制响应更迅速,生产效率更高和单位作业能耗(1.382×107J)更小。该控制器参数模型建立方法为类属饲草作物收获机控制系统的设计提供了参考。