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Investigación del Sistema de Control de Fertilización en Huertos Basado en el Algoritmo de Control PSO-BP-PID

Autores: Wan, Chang; Yang, Jiawei; Zhou, Ling; Wang, Shuo; Peng, Jie; Tan, Yu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Investigación del Sistema de Control de Fertilización en Huertos Basado en el Algoritmo de Control PSO-BP-PID


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Mejorar
Sistema de fertilización de tasa variable
Huertos
Simulación
Investigación experimental
Modelo de sistema de control
Red neuronal BP
Controlador PID
Optimización por enjambre de partículas
Algoritmo PSO
Sembradora de fertilizante variable
índices de rendimiento
Errores de fertilización
Cantidad objetivo de fertilización
Velocidad del vehículo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Con el fin de mejorar la precisión del sistema de fertilización de tasa variable en huertos, este documento realizó una simulación mediante MATLAB y una investigación experimental basada en una plataforma de experimento de fertilización de tasa variable. La plataforma experimental de fertilización de tasa variable estaba compuesta principalmente por una fuente de alimentación, motores de corriente continua, una computadora a bordo PPC-15A1 que contiene un PCI8932 PC-DAQ, sensores de velocidad, dispensadores de fertilizante y un módulo NAV60 que puede recibir datos de posicionamiento del Sistema de Navegación por Satélite Beidou. De acuerdo con el mecanismo de aplicación de fertilizante de un aplicador de fertilizante con rueda ranurada externa, se estableció el modelo del sistema de control de la fertilización de tasa variable impulsado por el motor de corriente continua para huertos. Se propuso un controlador PID adaptativo de red neuronal BP basado en optimización por enjambre de partículas (PSO) para mejorar la precisión de control del sistema. Los resultados de simulación de respuesta escalonada mediante MATLAB muestran que el sobreimpulso del controlador BP-PID optimizado por el algoritmo PSO (PSO-BP-PID) es del 12.7%, y el tiempo de ajuste es de 0.557 s. Se llevaron a cabo experimentos de fertilización de tasa variable, en los cuales se probó el sistema de control utilizando el controlador PSO-BP-PID. Se adoptó el sistema de control de sembradora de fertilizante de tasa variable de la norma nacional china para evaluar los índices de rendimiento del sistema, como el rango de ajuste de la cantidad de fertilizante, el tiempo de respuesta del ajuste de la cantidad de fertilizante y la precisión de control de la cantidad de fertilizante. En los experimentos de fertilización de tasa variable, los errores promedio de fertilización son, respectivamente, del 1.16% y del 1.07%, bajo las condiciones de cambio de la cantidad objetivo de fertilización y la velocidad del vehículo. Los resultados de las pruebas son consistentes con los resultados de simulación, y se mejoran los parámetros de rendimiento de la fertilización de tasa variable.

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