基于Flex传感器和Mamdani模糊模型的免耕播种机智能播种深度调节系统

播种深度对免耕播种机作业性能具有重要影响,是保证出苗一致性的关键因素之一.但由于免耕作业环境复杂,播种深度一致性易受影响.该研究为改善播种机作业性能、提高播种深度控制精度,设计了一种智能播种深度调节系统.三个Flex传感器以120° 间隔安装在限深轮内壁来实现播种单体对地压力的监测.Flex传感器输出电压峰值随对地压力增大呈线性增加.采用空气弹簧作为对地压力调节机构,并以Mamdani模糊算法建立其智能调节模型,实现播种单体对地压力调节,进而确保播种深度的一致性.采用MATLAB-Simulink对其工作过程进行了仿真,结果表明,Mamdani模糊模型具有良好的对地压力变化跟随性.田间试验结果表明,当作业速度为6 km/h、8 km/h和10 km/h时,系统对播种深度的控制误差分别为±9 mm、±12 mm和±22 mm,其播种性能显著高于被动作业方式.