液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)
發(fā)布時(shí)間:2022-05-10 19:16
目前我國(guó)的小麥、玉米等農(nóng)作物種植領(lǐng)域主要依賴(lài)施用固體顆粒肥來(lái)提高小麥等作物的生產(chǎn)量,但是固態(tài)顆粒肥利用效率低而且容易造成環(huán)境污染等問(wèn)題。與固體顆粒肥相比,液態(tài)肥優(yōu)勢(shì)明顯,如效率高、使用便捷、制造成本低和基本無(wú)環(huán)境污染等。液肥取代固體顆粒肥是必然趨勢(shì),但是我國(guó)液肥施用技術(shù)還不是很成熟。主要體現(xiàn)在兩方面,一是液態(tài)肥施用機(jī)械技術(shù)發(fā)展落后;二是液態(tài)肥施用控制技術(shù)發(fā)展滯后。本文針對(duì)我國(guó)液態(tài)注肥機(jī)及其控制系統(tǒng)現(xiàn)狀,在國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心研制的3ZF-150型輪式點(diǎn)狀液態(tài)注肥機(jī)的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)了一套完善的液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)液態(tài)肥的精準(zhǔn)變量注肥。不但可以有效地提高液態(tài)肥料的利用率,同時(shí)也是推廣液肥應(yīng)用的重要措施。本文的主要研究?jī)?nèi)容為以下幾點(diǎn):(1)對(duì)液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析與整體方案的設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)介了液態(tài)點(diǎn)狀注肥機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu);在現(xiàn)有的注肥機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)上,進(jìn)行了控制系統(tǒng)的需求分析,并對(duì)影響注肥精度的關(guān)鍵因素進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上提出了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案;開(kāi)展了液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),確定了控制系統(tǒng)從上位機(jī)主控系統(tǒng)何下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)進(jìn)行了控制系統(tǒng)上位機(jī)主...
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究目的和意義
1.2 液態(tài)肥施用研究現(xiàn)狀
1.2.1 液態(tài)肥施肥機(jī)械現(xiàn)狀
1.2.2 液態(tài)肥施用控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.4 論文章節(jié)安排
第二章 液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 點(diǎn)狀液態(tài)肥變量注肥機(jī)簡(jiǎn)介
2.1.1 液態(tài)注肥機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)
2.1.2 液態(tài)注肥機(jī)管路結(jié)構(gòu)
2.1.3 控制系統(tǒng)
2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案
2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
2.2.2 液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.3 影響液態(tài)肥變量注肥準(zhǔn)確性的因素分析
2.3.1 電磁閥響應(yīng)速度
2.3.2 處理器運(yùn)行以及數(shù)據(jù)處理速度
2.3.3 拖拉機(jī)行進(jìn)速度
2.3.4 流量傳感器性能
2.3.5 管路壓力
2.4 本章小結(jié)
第三章 控制系統(tǒng)上位機(jī)主控設(shè)備設(shè)計(jì)
3.1 上位機(jī)主控設(shè)備設(shè)計(jì)方案
3.2 主控設(shè)備選型
3.2.1 人機(jī)交互模塊選型
3.2.2 通訊模塊選型
3.3 人機(jī)交互模塊開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介
3.3.1 顯示屏工程建立過(guò)程
3.3.2 VisualTFT軟件簡(jiǎn)介
3.4 人機(jī)交互模塊界面設(shè)計(jì)
3.5 主控設(shè)備與下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備通信設(shè)計(jì)
3.5.1 通信軟件設(shè)計(jì)
3.5.2 程序范例框架
3.5.3 數(shù)據(jù)指令格式
3.5.4 指令發(fā)送流程
3.5.5 程序?qū)崿F(xiàn)方式
3.6 本章小結(jié)
第四章 控制系統(tǒng)下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備硬件設(shè)計(jì)
4.1 下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備硬件設(shè)計(jì)方案
4.2 管路硬件設(shè)備選型
4.2.1 水泵型號(hào)選擇
4.2.2 電磁閥型號(hào)選擇
4.3 電子硬件設(shè)備選型與設(shè)計(jì)
4.3.1 處理器型號(hào)選擇
4.3.2 流量傳感器型號(hào)選擇
4.3.3 壓力傳感器型號(hào)選擇
4.3.4 車(chē)速傳感器的設(shè)計(jì)
4.3.5 機(jī)具位置傳感器設(shè)計(jì)
4.3.6 固態(tài)繼電器型號(hào)選擇
4.3.7 控制系統(tǒng)封裝
4.4 本章小結(jié)
第五章 控制系統(tǒng)下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備軟件設(shè)計(jì)
5.1 下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備設(shè)計(jì)方案
5.2 PID控制算法綜述
5.2.1 模擬PID控制
5.2.2 數(shù)字PID控制
5.2.3 PID算法參數(shù)整定
5.3 壓力控制單元軟件設(shè)計(jì)
5.3.1 壓力值檢測(cè)程序設(shè)計(jì)
5.3.2 水泵驅(qū)動(dòng)器控制程序設(shè)計(jì)
5.3.3 壓力PID控制流程
5.3.4 壓力控制單元PID參數(shù)整定
5.4 流量控制單元軟件設(shè)計(jì)
5.4.1 PWM輸出軟件設(shè)計(jì)
5.4.2 流量PID控制流程
5.4.3 流量控制單元PID參數(shù)整定
5.5 本章小結(jié)
第六章 液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng)試驗(yàn)
6.1 流量傳感器儀表系數(shù)標(biāo)定試驗(yàn)
6.1.1 試驗(yàn)內(nèi)容
6.1.2 試驗(yàn)過(guò)程
6.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及標(biāo)定曲線擬合
6.2 壓力控制單元效果試驗(yàn)
6.2.1 試驗(yàn)內(nèi)容以及試驗(yàn)過(guò)程
6.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
6.3 控制系統(tǒng)注肥均勻性試驗(yàn)
6.3.1 試驗(yàn)內(nèi)容以及試驗(yàn)過(guò)程
6.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析
6.4 大田驗(yàn)證試驗(yàn)
6.4.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備
6.4.2 試驗(yàn)方法
6.5 液體點(diǎn)狀注肥機(jī)大田示范
6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]壓力反饋元件對(duì)恒壓供水系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響探析[J]. 高亮. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(05)
[2]基于PLC與變頻器的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 白蕾,孟嬌嬌,辛旗. 電子測(cè)量技術(shù). 2018(04)
[3]中國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展回顧及展望[J]. 趙春江,楊信廷,李斌,李明,閆華. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]基于PSO-LSSVM模型的擴(kuò)散硅壓力傳感器的溫度補(bǔ)償[J]. 楊婷,盧文科,左鋒. 儀表技術(shù)與傳感器. 2017(12)
[5]基于PID算法的氣力式施肥機(jī)變量施肥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 楊程,臧英,周志艷,張智剛,齊興源,宋燦燦,李克亮. 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]基于虛擬儀器的液體壓力測(cè)量與控制[J]. 謝濟(jì)勵(lì). 科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力. 2017(03)
[7]液態(tài)肥扭力靶式流量計(jì)的研制及試驗(yàn)研究[J]. 吳林華,尹文慶,王川. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]基于PWM技術(shù)的開(kāi)關(guān)電磁閥流量特性研究[J]. 蔡勝年,朱亮,龐寶林. 機(jī)床與液壓. 2016(08)
[9]現(xiàn)階段基層農(nóng)業(yè)機(jī)械化推廣工作中存在的主要問(wèn)題[J]. 王淑華,王麗麗. 吉林農(nóng)業(yè). 2015(09)
[10]玉米定向種子帶恒張力卷繞系統(tǒng)自適應(yīng)模糊PID控制[J]. 趙學(xué)觀,徐麗明,何紹林,邢潔潔. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(03)
博士論文
[1]基于分布式光纖布里淵頻移的液體壓力檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 顧海棟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于PLC的智能PID方法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 沈乾坤.西安理工大學(xué) 2017
[2]恒壓供水PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 龔真蕊.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]球塞泵恒壓供水系統(tǒng)的研究[D]. 高波.南昌大學(xué) 2016
[4]提高壓力變送器可靠性研究[D]. 譚小瑜.華南理工大學(xué) 2015
[5]固定翼無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王松濤.北京理工大學(xué) 2015
[6]輪式點(diǎn)狀液態(tài)注肥機(jī)開(kāi)發(fā)與試驗(yàn)[D]. 李金朋.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2015
[7]高精度液體渦輪流量傳感器結(jié)構(gòu)研究[D]. 楊振.天津大學(xué) 2014
[8]基于PWM高速開(kāi)關(guān)閥先導(dǎo)液壓橋路的比例閥性能研究[D]. 董萬(wàn)玉.蘭州理工大學(xué) 2014
[9]糧食安全視角下的我國(guó)糧食產(chǎn)需缺口研究[D]. 曲勝杰.西南財(cái)經(jīng)大學(xué) 2014
[10]果園對(duì)靶施藥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李為.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3652536
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究目的和意義
1.2 液態(tài)肥施用研究現(xiàn)狀
1.2.1 液態(tài)肥施肥機(jī)械現(xiàn)狀
1.2.2 液態(tài)肥施用控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.4 論文章節(jié)安排
第二章 液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 點(diǎn)狀液態(tài)肥變量注肥機(jī)簡(jiǎn)介
2.1.1 液態(tài)注肥機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)
2.1.2 液態(tài)注肥機(jī)管路結(jié)構(gòu)
2.1.3 控制系統(tǒng)
2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)方案
2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
2.2.2 液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.3 影響液態(tài)肥變量注肥準(zhǔn)確性的因素分析
2.3.1 電磁閥響應(yīng)速度
2.3.2 處理器運(yùn)行以及數(shù)據(jù)處理速度
2.3.3 拖拉機(jī)行進(jìn)速度
2.3.4 流量傳感器性能
2.3.5 管路壓力
2.4 本章小結(jié)
第三章 控制系統(tǒng)上位機(jī)主控設(shè)備設(shè)計(jì)
3.1 上位機(jī)主控設(shè)備設(shè)計(jì)方案
3.2 主控設(shè)備選型
3.2.1 人機(jī)交互模塊選型
3.2.2 通訊模塊選型
3.3 人機(jī)交互模塊開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介
3.3.1 顯示屏工程建立過(guò)程
3.3.2 VisualTFT軟件簡(jiǎn)介
3.4 人機(jī)交互模塊界面設(shè)計(jì)
3.5 主控設(shè)備與下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備通信設(shè)計(jì)
3.5.1 通信軟件設(shè)計(jì)
3.5.2 程序范例框架
3.5.3 數(shù)據(jù)指令格式
3.5.4 指令發(fā)送流程
3.5.5 程序?qū)崿F(xiàn)方式
3.6 本章小結(jié)
第四章 控制系統(tǒng)下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備硬件設(shè)計(jì)
4.1 下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備硬件設(shè)計(jì)方案
4.2 管路硬件設(shè)備選型
4.2.1 水泵型號(hào)選擇
4.2.2 電磁閥型號(hào)選擇
4.3 電子硬件設(shè)備選型與設(shè)計(jì)
4.3.1 處理器型號(hào)選擇
4.3.2 流量傳感器型號(hào)選擇
4.3.3 壓力傳感器型號(hào)選擇
4.3.4 車(chē)速傳感器的設(shè)計(jì)
4.3.5 機(jī)具位置傳感器設(shè)計(jì)
4.3.6 固態(tài)繼電器型號(hào)選擇
4.3.7 控制系統(tǒng)封裝
4.4 本章小結(jié)
第五章 控制系統(tǒng)下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備軟件設(shè)計(jì)
5.1 下位機(jī)監(jiān)控設(shè)備設(shè)計(jì)方案
5.2 PID控制算法綜述
5.2.1 模擬PID控制
5.2.2 數(shù)字PID控制
5.2.3 PID算法參數(shù)整定
5.3 壓力控制單元軟件設(shè)計(jì)
5.3.1 壓力值檢測(cè)程序設(shè)計(jì)
5.3.2 水泵驅(qū)動(dòng)器控制程序設(shè)計(jì)
5.3.3 壓力PID控制流程
5.3.4 壓力控制單元PID參數(shù)整定
5.4 流量控制單元軟件設(shè)計(jì)
5.4.1 PWM輸出軟件設(shè)計(jì)
5.4.2 流量PID控制流程
5.4.3 流量控制單元PID參數(shù)整定
5.5 本章小結(jié)
第六章 液態(tài)肥變量注肥控制系統(tǒng)試驗(yàn)
6.1 流量傳感器儀表系數(shù)標(biāo)定試驗(yàn)
6.1.1 試驗(yàn)內(nèi)容
6.1.2 試驗(yàn)過(guò)程
6.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及標(biāo)定曲線擬合
6.2 壓力控制單元效果試驗(yàn)
6.2.1 試驗(yàn)內(nèi)容以及試驗(yàn)過(guò)程
6.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
6.3 控制系統(tǒng)注肥均勻性試驗(yàn)
6.3.1 試驗(yàn)內(nèi)容以及試驗(yàn)過(guò)程
6.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析
6.4 大田驗(yàn)證試驗(yàn)
6.4.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備
6.4.2 試驗(yàn)方法
6.5 液體點(diǎn)狀注肥機(jī)大田示范
6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]壓力反饋元件對(duì)恒壓供水系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響探析[J]. 高亮. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(05)
[2]基于PLC與變頻器的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 白蕾,孟嬌嬌,辛旗. 電子測(cè)量技術(shù). 2018(04)
[3]中國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展回顧及展望[J]. 趙春江,楊信廷,李斌,李明,閆華. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]基于PSO-LSSVM模型的擴(kuò)散硅壓力傳感器的溫度補(bǔ)償[J]. 楊婷,盧文科,左鋒. 儀表技術(shù)與傳感器. 2017(12)
[5]基于PID算法的氣力式施肥機(jī)變量施肥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 楊程,臧英,周志艷,張智剛,齊興源,宋燦燦,李克亮. 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]基于虛擬儀器的液體壓力測(cè)量與控制[J]. 謝濟(jì)勵(lì). 科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力. 2017(03)
[7]液態(tài)肥扭力靶式流量計(jì)的研制及試驗(yàn)研究[J]. 吳林華,尹文慶,王川. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[8]基于PWM技術(shù)的開(kāi)關(guān)電磁閥流量特性研究[J]. 蔡勝年,朱亮,龐寶林. 機(jī)床與液壓. 2016(08)
[9]現(xiàn)階段基層農(nóng)業(yè)機(jī)械化推廣工作中存在的主要問(wèn)題[J]. 王淑華,王麗麗. 吉林農(nóng)業(yè). 2015(09)
[10]玉米定向種子帶恒張力卷繞系統(tǒng)自適應(yīng)模糊PID控制[J]. 趙學(xué)觀,徐麗明,何紹林,邢潔潔. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(03)
博士論文
[1]基于分布式光纖布里淵頻移的液體壓力檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 顧海棟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于PLC的智能PID方法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 沈乾坤.西安理工大學(xué) 2017
[2]恒壓供水PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 龔真蕊.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]球塞泵恒壓供水系統(tǒng)的研究[D]. 高波.南昌大學(xué) 2016
[4]提高壓力變送器可靠性研究[D]. 譚小瑜.華南理工大學(xué) 2015
[5]固定翼無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 王松濤.北京理工大學(xué) 2015
[6]輪式點(diǎn)狀液態(tài)注肥機(jī)開(kāi)發(fā)與試驗(yàn)[D]. 李金朋.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2015
[7]高精度液體渦輪流量傳感器結(jié)構(gòu)研究[D]. 楊振.天津大學(xué) 2014
[8]基于PWM高速開(kāi)關(guān)閥先導(dǎo)液壓橋路的比例閥性能研究[D]. 董萬(wàn)玉.蘭州理工大學(xué) 2014
[9]糧食安全視角下的我國(guó)糧食產(chǎn)需缺口研究[D]. 曲勝杰.西南財(cái)經(jīng)大學(xué) 2014
[10]果園對(duì)靶施藥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李為.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3652536
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