Diseño de sistema dinámico de siembra profunda para sembradora de cacahuetes con control PID difuso de retroalimentación de doble bucle
Autores: Li, Moxian; Chang, Xueliang; Gu, Yaqing; Wang, Ping; Shang, Shuqi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño de sistema dinámico de siembra profunda para sembradora de cacahuetes con control PID difuso de retroalimentación de doble bucle
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Cacahuete
Profundidad de siembra
Sensores
Cilindro hidráulico
Sistema de control
Experimentos de campo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar la consistencia en la profundidad de siembra de cacahuetes, se diseñó un sembrador con un plan de ajuste activo de profundidad. Este estudio emplea sensores de inclinación y presión para la detección de la superficie del surco, junto con un cilindro hidráulico y un mecanismo de perfilado para ajustar dinámicamente la profundidad del surco según las variaciones del terreno. Se estableció un modelo matemático que integra procesos de detección, ajuste y ejecución. El sistema de control adopta una estrategia de control DLF-Fuzzy PID (PID difuso de doble bucle) mejorado, con una co-simulación en MATLAB/AMESIM para la comparación de rendimiento. Los resultados demuestran la superioridad del algoritmo mejorado en cuanto a precisión de la profundidad de siembra. Experimentos de campo evaluaron tres parámetros operativos (velocidad del vehículo, presión y profundidad de siembra) con la tasa de calificación como métrica. A una profundidad de siembra de 50 mm y una velocidad de 3 km/h, el sistema logró una tasa de calificación dinámica del 94.6% y un coeficiente máximo de variación de profundidad del 2.38%. En comparación con los métodos existentes, este enfoque mejora la efectividad del control de la profundidad de siembra en un 6.05% y reduce la variación en un 2.85%.
Descripción
Para mejorar la consistencia en la profundidad de siembra de cacahuetes, se diseñó un sembrador con un plan de ajuste activo de profundidad. Este estudio emplea sensores de inclinación y presión para la detección de la superficie del surco, junto con un cilindro hidráulico y un mecanismo de perfilado para ajustar dinámicamente la profundidad del surco según las variaciones del terreno. Se estableció un modelo matemático que integra procesos de detección, ajuste y ejecución. El sistema de control adopta una estrategia de control DLF-Fuzzy PID (PID difuso de doble bucle) mejorado, con una co-simulación en MATLAB/AMESIM para la comparación de rendimiento. Los resultados demuestran la superioridad del algoritmo mejorado en cuanto a precisión de la profundidad de siembra. Experimentos de campo evaluaron tres parámetros operativos (velocidad del vehículo, presión y profundidad de siembra) con la tasa de calificación como métrica. A una profundidad de siembra de 50 mm y una velocidad de 3 km/h, el sistema logró una tasa de calificación dinámica del 94.6% y un coeficiente máximo de variación de profundidad del 2.38%. En comparación con los métodos existentes, este enfoque mejora la efectividad del control de la profundidad de siembra en un 6.05% y reduce la variación en un 2.85%.