适用于丘陵地区甘蔗收获机刀盘仿形控制系统研究

麻芳兰; 蔚延涛; 雷泽聪; 李嘉诚; 农坤; 陈京盛

doi:10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2026.0346

广西大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 51 ›› Issue (02) : 346 -360. DOI: 10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2026.0346

适用于丘陵地区甘蔗收获机刀盘仿形控制系统研究

麻芳兰, 蔚延涛, 雷泽聪, 李嘉诚, 农坤, 陈京盛

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摘要

针对我国丘陵地区甘蔗收获机切割深度控制精度低、宿根破头严重的问题，设计一种基于负载压力反馈的入土切割深度自动控制系统。为了模拟甘蔗在土壤中实际生长状态，通过弹性模量等效原则设计甘蔗夹具试验装置，提出入土切割深度控制系统总体方案，构建阀控非对称液压缸数学模型。结果表明，经Bode图分析系统的相位裕度、幅值裕度，其稳定性基本满足要求，但并不高。经比例-积分-微分(PID)算法优化后，运用了AMESim仿真验证，液压缸位移响应时间显著缩短。室内试验结果表明：当刀盘转速700 r/min、行进速度0.34 m/s时，自动控制系统入土切割深度误差较人工控制系统降低50%,响应时间缩短35%,且入土切割深度能稳定在(20±5)mm范围内，适应复杂地形，有效提升了复杂地形下的甘蔗切割质量和作业效率。