型孔间歇式水稻侧深施肥装置的设计与试验

摘要

【目的】设计一种满足精量控制要求的型孔间歇式水稻侧深施肥装置，为提高肥料利用率、降低水稻种植成本提供技术支持。【方法】根据水稻侧深施肥的农艺需求，结合插秧机结构空间限制，确定装置的关键作业参数和结构参数；通过对施肥装置工作过程的理论分析，明确排肥效果的主要影响因素。为实现高精度排肥控制，构建模糊PID控制算法，并采用MATLAB软件进行仿真验证；通过台架试验分析机具前进速度、型孔数量与入肥口尺寸3个参数对施肥位置合格率与排肥变异系数的影响；利用Design-Expert软件进行多因素交互作用分析，优化各参数的最佳组合。【结果】理论分析表明，排肥效果主要受型孔转盘转速ω与肥料颗粒至圆心距离L的影响。仿真分析表明，相较于传统PID控制，模糊PID控制将调节时间由0.287 s缩短至0.076 s，优化幅度达73%；同时，超调量由11.64%降低至3.86%，优化幅度达67%；台架试验结果显示，在前进速度为0.44 m/s、入肥口尺寸为729 mm²、型孔数量为6的组合条件下，施肥位置合格率达95.09%，排肥变异系数为8.59%。【结论】所设计的型孔间歇式侧深施肥装置与模糊PID控制系统配套应用，可有效提升水稻施肥作业的精准性与稳定性，能满足水稻间歇式侧深施肥的农艺需求。

关键词

水稻 / 间歇式侧深施肥 / 排肥效果 / 模糊PID控制