Investigación sobre control difuso PI distribuido de doble rueda eléctrica para tractores agrícolas
Autores: Zhang, Qian; Hu, Caiqi; Li, Rui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre control difuso PI distribuido de doble rueda eléctrica para tractores agrícolas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Propuesto
Dual-dimensional
Difuso
Controlador
Velocidad
Dirección
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Para resolver el problema de que, cuando la velocidad del vehículo de un tractor eléctrico de doble rueda distribuida agrícola cambia o el sistema se ve perturbado por la carga, el control PI tradicional no puede ajustarse a tiempo, lo que resulta en una sobrepresión del control de dirección o un retraso en el control, lo que significa que no puede viajar a lo largo de la trayectoria objetivo de manera rápida y precisa, se propuso un controlador de ajuste de velocidad y dirección PI difuso bidimensional adaptativo a parámetros, que puede ajustar los parámetros PI en tiempo real basándose en la desviación entre la velocidad del vehículo, la dirección y el valor de referencia, así como en la tasa de cambio de la desviación. Primero, basándose en las características operativas de los tractores agrícolas, se estableció un modelo dinámico de un tractor de doble rueda distribuida, y se configuró un banco de pruebas de hardware en bucle cerrado (HIL). Se diseñaron y desarrollaron algoritmos de controlador PI difuso para la velocidad del vehículo y la dirección. Además, se realizaron simulaciones y pruebas bajo condiciones de operación de tractor sin carga y con carga con MATLAB/Simulink, respectivamente. Los resultados indican que, en comparación con un controlador PI tradicional, el controlador PI difuso muestra una respuesta de control más rápida y una mejor robustez, reduciendo la sobrepresión en aproximadamente un 60% y el tiempo de respuesta en estado estacionario en aproximadamente un 25%. Cuando se somete a perturbaciones de carga, el desfase máximo de la trayectoria se controla dentro de 0.08 m, y el desfase máximo de la trayectoria se reduce en un 45% en comparación con un controlador PI tradicional; por lo tanto, el algoritmo de control PI difuso propuesto en este documento hace que la trayectoria de funcionamiento del tractor sea más estable y tenga una mayor capacidad de anti-interferencia hacia las perturbaciones de carga.
Descripción
Para resolver el problema de que, cuando la velocidad del vehículo de un tractor eléctrico de doble rueda distribuida agrícola cambia o el sistema se ve perturbado por la carga, el control PI tradicional no puede ajustarse a tiempo, lo que resulta en una sobrepresión del control de dirección o un retraso en el control, lo que significa que no puede viajar a lo largo de la trayectoria objetivo de manera rápida y precisa, se propuso un controlador de ajuste de velocidad y dirección PI difuso bidimensional adaptativo a parámetros, que puede ajustar los parámetros PI en tiempo real basándose en la desviación entre la velocidad del vehículo, la dirección y el valor de referencia, así como en la tasa de cambio de la desviación. Primero, basándose en las características operativas de los tractores agrícolas, se estableció un modelo dinámico de un tractor de doble rueda distribuida, y se configuró un banco de pruebas de hardware en bucle cerrado (HIL). Se diseñaron y desarrollaron algoritmos de controlador PI difuso para la velocidad del vehículo y la dirección. Además, se realizaron simulaciones y pruebas bajo condiciones de operación de tractor sin carga y con carga con MATLAB/Simulink, respectivamente. Los resultados indican que, en comparación con un controlador PI tradicional, el controlador PI difuso muestra una respuesta de control más rápida y una mejor robustez, reduciendo la sobrepresión en aproximadamente un 60% y el tiempo de respuesta en estado estacionario en aproximadamente un 25%. Cuando se somete a perturbaciones de carga, el desfase máximo de la trayectoria se controla dentro de 0.08 m, y el desfase máximo de la trayectoria se reduce en un 45% en comparación con un controlador PI tradicional; por lo tanto, el algoritmo de control PI difuso propuesto en este documento hace que la trayectoria de funcionamiento del tractor sea más estable y tenga una mayor capacidad de anti-interferencia hacia las perturbaciones de carga.