發(fā)布時間：2017-05-24 13:24

  本文關鍵詞：基于RBF-PID算法的變量施肥控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國傳統(tǒng)的農業(yè)生產中肥料資源投入較多,利用率較低,造成水土流失、土壤肥力下降、地下水污染等生態(tài)環(huán)境問題。因此人們迫切的需要一種有效手段提高肥料的利用率,以減少對生態(tài)環(huán)境造成的破壞。本文以電液比例變量施肥控制系統(tǒng)為對象,研究了RBF-PID算法對變量施肥控制系統(tǒng)的控制效果。(1)確定電液比例變量施肥控制系統(tǒng)方案,利用機理分析法建立電液比例閥控液壓馬達系統(tǒng)數學模型。結合智能控制理論對變量施肥控制系統(tǒng)策略進行探索,其中RBF-PID算法的上升時間為0.05s、調整時間為0.064s、超調量為0.038%。(2)提出一種以PID參數控制軟件和變量施肥閉環(huán)控制器為核心的變量施肥控制系統(tǒng),對控制系統(tǒng)的兩大核心部分深入細致研究。利用Java Builder組件開發(fā)RBF-PID算法模塊接口,編制PID參數控制軟件,提出并解決RBF神經網絡在線整定PID參數的問題。研究開發(fā)以單片機為核心的變量施肥閉環(huán)控制器,設計精準恒流源、測速、D/A轉換、串行通訊等電路,采用增量式PID算法對排肥軸轉速進行閉環(huán)控制。(3)依據施肥試驗數據對變量施肥控制系統(tǒng)的施肥精度及轉速跟蹤特性詳細分析。排肥軸轉速在30~120r/min之間時,施肥量與轉速成比例變化,施肥量相對誤差小于3.22%、上升時間小于1.13s、超調量小于2.8%,穩(wěn)態(tài)時轉速數據離散程度較小。本文運用理論分析、計算機仿真、室內試驗等方法對RBF-PID算法的變量施肥控制特性詳細分析,研究結果表明:RBF-PID算法具有優(yōu)異的控制性能,能夠迅速適應被控對象變化并給出最優(yōu)組合的PID參數,有效改善變量施肥控制系統(tǒng)的施肥特性,可以滿足精準農業(yè)變量施肥控制要求。
【關鍵詞】：變量施肥控制系統(tǒng) RBF-PID算法 控制特性分析
【學位授予單位】：黑龍江八一農墾大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S147;S126
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 符號說明11-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究意義與目的12-13
• 1.1.1 變量施肥技術的研究意義12
• 1.1.2 變量施肥技術的研究目的12-13
• 1.2 變量施肥技術研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究動態(tài)和趨勢13-14
• 1.2.2 國內研究動態(tài)和趨勢14-16
• 1.3 研究的主要內容16-18
• 1.3.1 研究內容16-17
• 1.3.2 技術路線17-18
• 第二章 電液比例變量施肥系統(tǒng)18-26
• 2.1 影響施肥量變化的主要因素18
• 2.2 變量施肥控制方法分析比較18-20
• 2.2.1 電控機械無級變速器變量施肥系統(tǒng)18-19
• 2.2.2 電機直接驅動變量施肥系統(tǒng)19-20
• 2.2.3 閥控液壓馬達變量施肥系統(tǒng)20
• 2.3 電液比例變量施肥控制系統(tǒng)20-24
• 2.3.1 變量施肥控制方案20-21
• 2.3.2 變量施肥系統(tǒng)控制單元21-24
• 2.4 本章小結24-26
• 第三章 電液比例閥控液壓馬達系統(tǒng)數學建模26-36
• 3.1 系統(tǒng)數學模型的建立26-32
• 3.1.1 比例放大器傳遞函數26
• 3.1.2 電液比例閥傳遞函數26-28
• 3.1.3 液壓馬達傳遞函數28-32
• 3.2 系統(tǒng)傳遞函數參數確定32-34
• 3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性研究34-35
• 3.3.1 閉環(huán)傳遞函數34
• 3.3.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性34-35
• 3.4 本章小結35-36
• 第四章 RBF神經網絡優(yōu)化PID參數36-50
• 4.1 PID控制策略36-38
• 4.1.1 PID控制系統(tǒng)原理36-37
• 4.1.2 數字PID控制37-38
• 4.2 PID參數整定38-39
• 4.2.1 Ziegler-Nichols法38
• 4.2.2 增量式PID仿真研究38-39
• 4.3 基于BP神經網絡的PID參數優(yōu)化39-43
• 4.3.1 BP-PID算法控制原理39-40
• 4.3.2 BP-PID算法網絡結構40-42
• 4.3.3 BP-PID控制規(guī)律42
• 4.3.4 BP-PID仿真研究42-43
• 4.4 基于RBF神經網絡的PID參數優(yōu)化43-47
• 4.4.1 RBF網絡結構43-44
• 4.4.2 RBF-PID算法控制原理44
• 4.4.3 Jacobian辨識算法44-45
• 4.4.4 PID參數調整45-46
• 4.4.5 RBF-PID控制規(guī)律46
• 4.4.6 RBF-PID仿真研究46-47
• 4.5 控制策略評價47-49
• 4.6 本章小結49-50
• 第五章 變量施肥控制系統(tǒng)50-68
• 5.1 變量施肥控制系統(tǒng)總體方案50-51
• 5.2 串口通訊協(xié)議51-52
• 5.3 變量施肥閉環(huán)控制器電路設計52-59
• 5.3.1 精準恒流源電路設計52-54
• 5.3.2 單片機控制電路54-55
• 5.3.3 測速電路設計55-56
• 5.3.4 轉速設定與顯示電路設計56-57
• 5.3.5 串口通訊電路設計57
• 5.3.6 D/A轉換電路設計57-58
• 5.3.7 閉環(huán)控制器電路組成58-59
• 5.4 變量施肥閉環(huán)控制程序設計59-60
• 5.5 Java與matlab混合編程60-62
• 5.5.1 混合編程適用條件61
• 5.5.2 Java與Matlab混合編程的實現(xiàn)方法61-62
• 5.6 算法模塊接口的設計與實現(xiàn)62-65
• 5.6.1 編譯環(huán)境配置62-63
• 5.6.2 編譯Jar文件63-64
• 5.6.3 算法模塊的調用64-65
• 5.7 PID參數控制軟件開發(fā)65-67
• 5.7.1 界面設計66-67
• 5.7.2 端口管理67
• 5.7.3 數據處理67
• 5.8 本章小結67-68
• 第六章 變量施肥控制系統(tǒng)特性分析68-76
• 6.1 變量施肥試驗68-69
• 6.2 理論施肥量測定試驗69-71
• 6.3 控制特性分析71-74
• 6.3.1 施肥精度71-73
• 6.3.2 轉速跟蹤特性73-74
• 6.4 本章小結74-76
• 第七章 結論與展望76-78
• 7.1 結論76
• 7.2 展望76-78
• 參考文 獻78-83
• 致謝83-84
• 個人簡歷84

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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2 侯蕊;朱瑞祥;;變量撒肥機設計參數研究及控制系統(tǒng)設計[J];農機化研究;2015年04期

3 王立濤;;黑龍江墾區(qū)農業(yè)機械化的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];現(xiàn)代化農業(yè);2014年04期

4 吳金林;張立新;喻俊志;王衛(wèi)兵;張家華;;雙變量施肥液壓調速系統(tǒng)的設計及仿真[J];機床與液壓;2014年05期

5 孫國祥;陳滿;汪小e，

本文編號：390944