玉米中耕变量施肥电控液压驱动系统设计与试验

摘要

针对玉米中耕追肥时肥料利用率低、液压驱动变量施肥转速控制效果差,以及电机驱动力不足等问题,设计了大垄双行玉米中耕变量施肥电控液压驱动系统.系统主要包括光谱传感器、车载计算机、控制系统及液压系统.电控液压系统主要由液压泵站、电磁比例阀、液压马达、编码器及移动控制器等组成.移动控制器以微控制单元为核心,通过PID控制算法输出PWM信号,驱动电磁比例阀,达到稳定控制液压马达转速目的.搭建室内台架试验台,采用MatLab对电控驱动系统PID控制进行仿真测试,以减少整定PID系数次数,提高整定效率,初步确定PID参数分别为KP = 4.59、KI = 0.469、KD= 0.117.室内台架试验结果表明:确定PID控制参数分别为0.73、0.47、0.40,设定转速指令为100r/min时,电控液压驱动系统的超调量为13％、响应时间为0.85s,系统等幅振荡稳定后平均转速为99.8r/min,转速偏差为0.2％,转速控制精度高.田间试验表明:电控液压驱动系统控制精度高,在不同转速下转速控制精度可达98％,均可达到稳定控制的效果,可满足玉米中耕变量施肥精准控制的要求.