Sistema de Control de Seguimiento y Corte Adaptativo para el Dosel del Té: Diseño y Evaluación Experimental
Autores: Zhang, Danzhu; Zhang, Ruirui; Chen, Liping; Zhang, Linhuan; Yi, Tongchuan; Feng, Quan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Combinado con la característica de que el té generalmente se planta en áreas montañosas y considerando los problemas existentes de la cosecha con los recolectores de té actuales, como la incapacidad de ajustar su postura en tiempo real, la poca adaptabilidad al terreno, la inestabilidad insuficiente y las grandes diferencias en las longitudes de cosecha del té. Para abordar estos problemas, en este estudio se ha diseñado un sistema de control de corte adaptable que sigue el dosel para las cosechadoras de té autopropulsadas. Específicamente, desarrollamos un algoritmo de control de seguimiento de altura para el seguimiento del dosel del té y un algoritmo de control de ángulo de inclinación de la cabecera adaptable basado en control PID incremental. Los experimentos de campo demostraron que cuando la velocidad del vehículo era de 0,4 m/s, los errores de seguimiento de altura para tres longitudes de cosecha (20 mm, 30 mm y 40 mm) se mantuvieron dentro de +/-5 mm, con coeficientes de correlación superiores a 0,99. Cuando las diferencias de altura entre los dos lados de la cresta de té eran de 10 cm, 15 cm y 20 cm, los ángulos máximos de inclinación ascendente medidos fueron de 1,7 grados, 2,3 grados y 3,0 grados, respectivamente, y el tiempo que tardaba la cosechadora en volver a una posición horizontal era de alrededor de 1,7 s. Durante el movimiento cuesta abajo, los ángulos máximos de inclinación de la cosechadora fueron de 1,3 grados, 2,0 grados y 2,6 grados, respectivamente, y el tiempo para que la cosechadora volviera a una posición horizontal era de alrededor de 2,1 s, demostrando una corrección efectiva significativa. Las evaluaciones de calidad revelaron que, en la especificación de longitud de cosecha de 30 mm, la tasa de integridad de la cosecha de té superó el 79%, mientras que la tasa de cosecha perdida fue inferior al 1,1%. Este sistema mejora efectivamente la estabilidad y calidad de la cosecha, ofreciendo nuevas ideas para una producción eficiente y de alto volumen de té.
Descripción
Combinado con la característica de que el té generalmente se planta en áreas montañosas y considerando los problemas existentes de la cosecha con los recolectores de té actuales, como la incapacidad de ajustar su postura en tiempo real, la poca adaptabilidad al terreno, la inestabilidad insuficiente y las grandes diferencias en las longitudes de cosecha del té. Para abordar estos problemas, en este estudio se ha diseñado un sistema de control de corte adaptable que sigue el dosel para las cosechadoras de té autopropulsadas. Específicamente, desarrollamos un algoritmo de control de seguimiento de altura para el seguimiento del dosel del té y un algoritmo de control de ángulo de inclinación de la cabecera adaptable basado en control PID incremental. Los experimentos de campo demostraron que cuando la velocidad del vehículo era de 0,4 m/s, los errores de seguimiento de altura para tres longitudes de cosecha (20 mm, 30 mm y 40 mm) se mantuvieron dentro de +/-5 mm, con coeficientes de correlación superiores a 0,99. Cuando las diferencias de altura entre los dos lados de la cresta de té eran de 10 cm, 15 cm y 20 cm, los ángulos máximos de inclinación ascendente medidos fueron de 1,7 grados, 2,3 grados y 3,0 grados, respectivamente, y el tiempo que tardaba la cosechadora en volver a una posición horizontal era de alrededor de 1,7 s. Durante el movimiento cuesta abajo, los ángulos máximos de inclinación de la cosechadora fueron de 1,3 grados, 2,0 grados y 2,6 grados, respectivamente, y el tiempo para que la cosechadora volviera a una posición horizontal era de alrededor de 2,1 s, demostrando una corrección efectiva significativa. Las evaluaciones de calidad revelaron que, en la especificación de longitud de cosecha de 30 mm, la tasa de integridad de la cosecha de té superó el 79%, mientras que la tasa de cosecha perdida fue inferior al 1,1%. Este sistema mejora efectivamente la estabilidad y calidad de la cosecha, ofreciendo nuevas ideas para una producción eficiente y de alto volumen de té.