水稻浸种催芽系统模型辨识与PID控制研究

【摘要】浸种催芽技术是为了解决寒地地区农作物生育期短，年活动积温少的问题而发展起来的一种适用于北方地区的种植技术，它是将农作物的种子在一定时间内浸泡在一定温度的水中，使其完成生芽的过程。这样可以减少由于北方地区，冬季时间长，影响播种时间而采用的提前生芽的方法。制作以单片机为核心的水稻浸种催芽温控试验系统，根据系统模型辨识要求，确定系统辨识的输入信号M序列及其采样时间和采样周期。通过给定系统输入阶跃信号和脉冲信号，采集相应的输出信号，根据相关分析法，建立系统非参数辨识的数学模型，拟合度为86.13%；根据最小二乘法，建立ARX与ARMAX两种系统的参数辨识的数学模型，经过最终预报误差准则FPE，选择ARMAX3331模型作为系统数学模型，其拟合度达到95.24%。对所选定的数学模型连续化，利用临界比例度法，整定PID中的各项参数。从系统的动态性能与稳态性能两个方面对系统进行试验研究，结果表明：系统跟踪阶跃信号，调节时间Ts=20s，超调量Mp=107%；跟踪方波信号时，由于系统温度滞后，跟踪方波信号性能较差。系统控制温度在15°C~32°C之间时，稳态误差小于5%。本课题利用系统辨识方法建立的水稻浸种催芽试验箱，其系统运行稳定，温度控制精确，能够更好的控制水稻浸种催芽过程中的水温，达到农业生产需求。
【作者】吕鹏；
【导师】梁春英；
【作者基本信息】黑龙江八一农垦大学，农业电气化与自动化，2014，硕士
【关键词】浸种催芽；辨识系统；MATLAB仿真；水稻；

【参考文献】
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