一种拖拉机耕深变论域模糊PID控制方法与系统与流程

文档序号:24654787发布日期:2021-04-13 20:48阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种拖拉机耕深变论域模糊pid控制方法,其特征是,包括:确定pid控制器初始参数值,确定模糊控制器输入变量和输出变量;其中输入变量包括耕深误差即设定耕深与实际耕深的差值及耕深的变化率,输出变量为pid控制器参数的修正量;确定输入变量论域大小的伸缩因子以及调整输出变量论域大小的伸缩因子,进行论域调整,将输入和输出变量所对应的论域分别乘以伸缩因子,实现变论域,获得pid控制器参数的修正量;将得到的pid控制器参数修正量与原始pid参数相加,得到耕深变论域模糊pid控制器的最终控制参数。2.如权利要求1所述的一种拖拉机耕深变论域模糊pid控制方法,其特征是,在确定pid控制器初始参数值之前还包括:确定耕深及其加权系数、牵引力及其加权系数;确定耕深信号,耕深信号由位置传感器提供的反馈信号与力传感器转换的反馈信号根据加权系数大小计算获得,并与设定耕深比较产生偏差信号。3.如权利要求1所述的一种拖拉机耕深变论域模糊pid控制方法,其特征是,还包括:基于最终控制参数控制液压缸的动作以完成农具的升降、保持、浮动及动力大小,上述动作被传感器检测并反馈给控制单元,实现闭环自动控制。4.如权利要求1所述的一种拖拉机耕深变论域模糊pid控制方法,其特征是,对于模糊控制器,基于模糊控制器中的隶属函数和模糊规则,利用模糊推理和重心法完成模糊推理和清晰化,得到pid控制器参数的修正量。5.如权利要求1所述的一种拖拉机耕深变论域模糊pid控制方法,其特征是,模糊控制器的伸缩因子根据模糊输入量的大小进行自适应调整,实现在误差趋近于零时,增加模糊规则的数量,提高的控制精度。6.如权利要求1所述的一种拖拉机耕深变论域模糊pid控制方法,其特征是,确定输入变量和输出变量论域的伸缩因子α(x)和β
p
、β
i
和β
d
的具体过程为:其中,ε、k为常数,根据系统性能确定;x为耕深误差e或误差变化率ec。在输出论域中,综合考虑pid控制器输入变量特点,使得δk
p
、δk
d
的伸缩因子β
p
、β
d
与耕深误差e变化方向保持一致,δk
i
的伸缩因子β
i
则与耕深误差e保持反向,具体可表示为β
p
=β
d
=|2e|,7.如权利要求1所述的一种拖拉机耕深变论域模糊pid控制方法,其特征是,输入变量的初始论域为x=[

e,e],则变论域后的论域为x=[

α(x)e,α(x)e],设输出变量的初始论域为y
p
=y
i
=y
d
=[

k,k],则变论域后的论域为y
p
=[

β
p
k,β
p
k]、y
i
=[

β
i
k,β
i
k]和y
d
=[

β
d
k,β
d
k];优选的,针对模糊控制器确定模糊规则,选取三角形隶属度函数,在建立模糊控制规则时,综合考虑拖拉机跨区作业控制系统工作特点和各控制参数之间的相互关系,制定出模糊控制规则。
8.一种拖拉机耕深变论域模糊pid控制系统,其特征是,包括:参数确定模块,用于确定pid控制器初始参数值,确定模糊控制器输入变量和输出变量;其中输入变量包括耕深误差即设定耕深与实际耕深的差值及耕深的变化率,输出变量为pid控制器参数的修正量;pid控制器参数的修正量获取模块,用于确定输入变量论域大小的伸缩因子以及调整输出变量论域大小的伸缩因子,进行论域调整,将输入和输出变量所对应的论域分别乘以伸缩因子,实现变论域,最终获得pid控制器参数的修正量;最终控制参数获取模块,用于将得到的pid控制器参数修正量与原始pid参数相加,得到耕深变论域模糊pid控制器的最终控制参数。9.一种计算装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征是,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1

7任一所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征是,该程序被处理器执行时执行权利要求1

7任一所述方法的步骤。
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