【摘要】：我國(guó)雖是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),但我國(guó)的植保機(jī)械和精確施藥相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距。目前植保機(jī)械自動(dòng)化程度較低,缺乏對(duì)噴藥參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),供藥系統(tǒng)藥液壓力流量不穩(wěn)定,影響噴施藥液的效果,造成資源的浪費(fèi),污染環(huán)境。因此,為了改善上述狀況,基于嵌入式設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了植保機(jī)藥液流量監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)描述植保機(jī)藥液流量控制過(guò)程,分析現(xiàn)有植保機(jī)存在的問(wèn)題,對(duì)植保機(jī)流量監(jiān)控系統(tǒng)提出了若干點(diǎn)功能需求。根據(jù)需求分析,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體框架,采用Cortex-A8處理器做為嵌入式處理器,由于系統(tǒng)具有非線性和不確定性特點(diǎn),選取模糊PID作為智能控制策略,嵌入式Linux和QT作為軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境。對(duì)植保機(jī)藥液流量監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。硬件上,選用OK335xS-II開(kāi)發(fā)板作為設(shè)計(jì)平臺(tái),擴(kuò)展了外圍電路,設(shè)計(jì)了LCD電路,CAN總線模塊電路等。軟件上,在Linux環(huán)境下利用QT平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的界面開(kāi)發(fā),利用C++語(yǔ)言完成了監(jiān)控參數(shù)的顯示、觸摸屏虛擬鍵方式在線更改設(shè)置參數(shù)、系統(tǒng)異常報(bào)警、控制器在線調(diào)試、CAN總線通訊等功能的編寫(xiě)。針對(duì)系統(tǒng)的需求,設(shè)計(jì)了植保機(jī)藥液流量模糊PID控制器,并對(duì)控制模塊的軟件程序進(jìn)行了編寫(xiě)。為驗(yàn)證系統(tǒng)的性能,利用STM32模擬流量控制模型,CAN總線搭建通訊,形成硬件回路,在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬植保機(jī)工作過(guò)程,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明,植保機(jī)流量監(jiān)控系統(tǒng)界面各功能工作正常,符合設(shè)計(jì)需求。在給定階躍響應(yīng)的激勵(lì)下,控制器超調(diào)量為3%,調(diào)節(jié)時(shí)間為3.2s;當(dāng)有擾動(dòng)時(shí),系統(tǒng)可以較好地抑制干擾,藥液流量控制器具有較好的魯棒性。植保機(jī)流量監(jiān)控系統(tǒng)完成了設(shè)計(jì)所需,滿(mǎn)足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求。
【圖文】：

圖 1.1 噴桿式噴霧機(jī)Fig. 1.1 Boom Sprayer文的研究問(wèn)題源自國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題，基于 CAN 總線的機(jī)械作業(yè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（2016YFD0700104）。根據(jù)此課題的部分需求，，本文設(shè)計(jì)并完成了液流量監(jiān)控系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外變量噴藥的發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀美發(fā)達(dá)國(guó)家植保機(jī)械的發(fā)展處于領(lǐng)先地位，形成了基于航空植保機(jī)械和大型地霧機(jī)械的病蟲(chóng)害防治體系。在技術(shù)層面，大量的先進(jìn)技術(shù)，如全球衛(wèi)星導(dǎo)航SS、現(xiàn)代微電子技術(shù)、儀器與控制技術(shù)、信息技術(shù)、先進(jìn)的傳感器和嵌入式技上得到了廣泛的應(yīng)用[4]。日本久保田公司生產(chǎn)了世界先進(jìn)的無(wú)人駕駛農(nóng)0 型無(wú)人機(jī)，最大功率可達(dá)到 13.2KW，可搭載 11L 藥液[5]。噴霧機(jī)是主要的，按動(dòng)力形式劃分分為三種：自走式、牽引式和懸掛式。世界上最大的農(nóng)機(jī)

圖 2.1 嵌入式系統(tǒng)軟硬件架Fig. 2.1 Embedded system hardware and so式處理器作為嵌入式系統(tǒng)的硬件核心[40]，是性能直接相關(guān)。其中處理器的體系結(jié)構(gòu)分為今，在不同體系結(jié)構(gòu)和需求下嵌入式處理的入式處理可以分為如下四大類(lèi)：）嵌入式微處理器。其具備高運(yùn)算性能，通用于某一具體領(lǐng)域應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。處理器一般為ntel 等。在具體應(yīng)用中，常常需要搭配外部設(shè)）嵌入式微控制器。又稱(chēng)單片機(jī)，已有 30 多計(jì)數(shù)器、I/O、A/D、D/A 等模塊。其核心思上實(shí)現(xiàn)，功能強(qiáng)大，所以適合做控制使用�！薄⒃趦r(jià)格成本上有巨大優(yōu)勢(shì)等特點(diǎn)，目前仍
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S49;TP277

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1 MEB記者 何s

本文編號(hào)：2700191