换置撒药体系电机整合的摹拟探讨

模糊控制器的设计施药过程中，负载的变化会引起电机转速的变化，而负载的变化是

根据作物的疏密、虫害等级等情况而定，有较大的不确定性。要控制雾滴直径的大小和药液
流速的大小，各个因素的给定值不是恒定的，而且变化范围有时很大，对于这样的非线性
时变系统难以建立精确的数学模型，用传统的

PID 调节对其进行控制，难以达到满意的效

果。而模糊控制以模糊集合论作为其数学基础，再通过模糊逻辑和近似推理的方法把人们在
实践中积累的经验形式化、模型化，并根据所得的语言控制规则进行模糊推理，给出模糊决
策。它不需要精确的数学模型，对调节对象的参数变化不敏感，具有很强的鲁棒性，可以克
服

PID 控制中实时性差、受非线性影响大的缺点，使调速系统既有快速的动态响应，又有较

高的稳定程度。
　　模糊控制方案的建立由于速度环主要用于增强系统抗负载扰动的能力，抑制速度波动
是系统的主要控制环节，为提高系统的动态响应速度和静态性能，以由摄像头提取雾滴直
径数据并经转化成的速度信号与用测速电机测得的速度反馈的偏差值

e 及偏差值变化率 ec

作为输入量，经模糊控制器进行模糊化变为

E 和 EC，通过模糊推理和决策后得到控制输出

模糊量

U，经去模糊化处理，得到精确输出量 u，以它作为电流环的输入量，通过电流环

控制对象。如

4 所示：d／dtKeKc 电流反馈模糊化决策

　　模糊子集的选取在模糊控制器中，输入和输出均采用三角形函数作为隶属度函数。模糊
控制器模型设计偏差值和偏差值变化率的模糊化偏差值论域取输出控制量的模糊化输出控
制量的模糊子集也是

7 个，而且也采用三角函数作为隶属度函数，隶属度函数值模糊控制

规则的建立本系统为双输入单输出的二维模型，根据知识经验得到了如

4 的模糊控制规则。

　　模糊控制模型及仿真为了实现系统的模糊控制控制算法以及检验系统的仿真模型建立
的正确性，本文采用了

matlab 中的模糊逻辑控制工具箱来对上面建立的自动喷雾系统的模

型进行仿真研究，在

simulink 中的仿真模块如 5 所示。

　　

Ke 和 Kc 为量化因子，量化的功能是将比例变换后的连续值经四舍五入变为整数量，

Ku 是输出比例因子。在仿真过程中采用阶跃信号作为系统的输入，然后送入模糊控制器，
模糊控制器将输入经过模糊化处理后根据模糊控制规则得到判断决策，通过反复调整量化
因子和输出比例因子，最后得到输出结果。