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农机化研究2025年第10期:改进SSA优化VDFPID的棉田水肥配比调控系统研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郭振华;陈换美;刘泽锋;王伟军;赵鹏;朱凤磊;张云飞;

单位:新疆理工学院机电工程学院;石河子大学机械电气工程学院;

摘要:目前,棉田水肥配比调控系统存在时变性、滞后性与非线性的问题,常见的PID、模糊PID等控制算法无法获得预期的控制效果。为精准调节水肥配比,并将其控制在合理范围内,设计了一种改进SSA优化VDFPID水肥配比控制策略,通过改进的SSA算法对伸缩因子进行寻优,以找到使系统性能达到最佳的最优伸缩因子。在工况变化时,系统能够自动调整模糊控制的论域,通过调控阀门开度改变吸肥泵的回水量,实现肥液浓度的快速精准调控。对传统PID、模糊PID、变论域模糊PID和改进SSA优化VDFPID控制算法进行了对比试验验证,结果表明:从启动时进行调节,改进SSA优化VDFPID控制下达到目标水肥配比所需的时间为15.77 s,最大超调量为14.28%,均较小;水肥配比从50∶1调节到40∶1过程中,改进SSA优化VDFPID的优势更为明显。基于改进SSA优化VDFPID的棉田水肥配比调控系统性能可以满足实际生产需求,有利于棉花种植精确灌溉施肥技术的发展。

关键词:棉田水肥;;精准配比;;变论域模糊控制;;改进SSA;;控制策略

基金资助:新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2022D01A05);; 新疆理工学院高层次人才科研项目(XJLG2023G006);; 新疆“天池英才"引进计划项目(新人社函〈2023〉50号);; 2024年新疆理工学院大学生创新训练计划国家级项目(202413558006)