在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作物病蟲害的化學(xué)防治是保障高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要方式。大型植保機(jī)械噴桿式噴霧機(jī)的使用,大幅提高了農(nóng)藥的噴藥效率和噴藥精準(zhǔn)度。由于農(nóng)田環(huán)境復(fù)雜噴霧機(jī)在噴藥作業(yè)過程中,很小的外部激勵都會引起噴桿位置發(fā)生變化,導(dǎo)致噴桿位置過高或過低,造成農(nóng)藥噴霧不均。為保證噴施藥液的均勻性,植保機(jī)噴桿系統(tǒng)位置控制顯得極為重要。因此,為了更好的保持噴桿系統(tǒng)位置與冠層之間的相對高度,結(jié)合智能控制算法,設(shè)計開發(fā)了基于嵌入式系統(tǒng)的植保機(jī)噴桿位置控制系統(tǒng)。本文的主要研究工作如下:通過對植保機(jī)噴桿系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的分析,充分考慮噴桿系統(tǒng)中液壓缸和伺服閥的動態(tài)特性,建立噴桿系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了模糊PID智能控制算法,改善了植保機(jī)噴桿在噴霧作業(yè)過程中,噴桿系統(tǒng)受到外界不確定干擾時,噴桿的設(shè)定位置能夠?qū)崟r保持與植物冠頂?shù)南鄬Ω叨?實(shí)現(xiàn)仿形控制。結(jié)合噴桿系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和智能控制算法,為了工程化實(shí)現(xiàn),設(shè)計噴桿位置嵌入式控制器。在硬件系統(tǒng)方面,采用STM32F103RBT6作為控制器主控芯片,設(shè)計了穩(wěn)壓整流電路、顯示電路、輸入輸出電路及放大電路等;在軟件系統(tǒng)方面,利用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境,開發(fā)了顯示、人機(jī)交互等各功能軟件模塊,以及... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

大型寬幅噴桿式噴霧機(jī)Fig.1.1Largewidespraysprayerboom

如圖 1.2所示。噴桿翻轉(zhuǎn)是指噴桿以植保機(jī)車身為中心點(diǎn)噴桿兩端在垂直面內(nèi)上下晃動如圖1.2(a)；噴桿偏轉(zhuǎn)是指噴桿以車身為固定點(diǎn)在水平面上噴桿兩端一前一后平行晃動如圖1.2(b)；噴桿振蕩則是指噴桿以車身為固定點(diǎn)在水平面內(nèi)噴桿兩端同時發(fā)生上下擺動如圖 1.2(c)。噴桿噴霧機(jī)作業(yè)時噴桿運(yùn)動方式可以分為垂直面運(yùn)動和水平面運(yùn)動。翻轉(zhuǎn)運(yùn)動是噴桿的垂直面運(yùn)動，水平面運(yùn)動包括偏轉(zhuǎn)和振蕩[13]。噴桿噴霧機(jī)在農(nóng)田進(jìn)行農(nóng)藥噴霧作業(yè)時，噴桿的三種運(yùn)動（翻轉(zhuǎn)、偏轉(zhuǎn)和振蕩）都會發(fā)生。造成噴桿運(yùn)動產(chǎn)生的因素有很多，主要的因素來自于噴霧機(jī)的行進(jìn)速度、土地凹凸、農(nóng)藥箱藥液晃動、輪胎氣壓等[14]。為了得到噴桿運(yùn)動產(chǎn)生的具體因素，國內(nèi)外學(xué)者對此進(jìn)行了多方面的研究。1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20 世紀(jì)中期，我國植保機(jī)械行業(yè)開始逐步發(fā)展，為農(nóng)作物的病蟲害防治做出了積極響應(yīng)，為實(shí)現(xiàn)糧食、蔬菜和水果等作物的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)做出了有力的保障[15]。20 世紀(jì) 70年代，農(nóng)業(yè)機(jī)械的種類少、機(jī)械型號相對單一。只有背負(fù)式噴霧器和腳踏式噴霧器，全部都靠人力手動操作完成，已經(jīng)無法滿足不同作物、不同病蟲害防治的需要[16]。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的快速發(fā)展，我國的農(nóng)作物植保機(jī)械化有了很大的提高，機(jī)動植保機(jī)械數(shù)量有了大幅增加，種類不再單一，而且機(jī)械性能也在不斷改進(jìn)，機(jī)械的作業(yè)面積不斷增大，高效的植保機(jī)械技術(shù)開始得到了廣泛的應(yīng)用[17]。80 年代前后，我國開始利用較為先進(jìn)的 RS(遙感技術(shù))和 GIS(地理信息系統(tǒng))對種植面積較大的農(nóng)作物如:玉米、棉花、小麥和各種蔬菜水果等作物的施藥技術(shù)開始進(jìn)行系統(tǒng)研究

通過泰勒展開對式（2.3）線性化，得L Q v C LQ K x K P益；力系數(shù)；量；知，選擇伺服閥頻寬遠(yuǎn)高于系統(tǒng)固有頻率的伺服芯位移vx 與控制電壓 u 關(guān)系如下：1vv vv vkx x u ；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]植保機(jī)械噴桿位置控制器設(shè)計[J]. 李樹江,夏彬,蘇錫輝,王向東.  農(nóng)機(jī)化研究. 2019(06)
[2]2018年全國農(nóng)作物重大病蟲害呈重發(fā)態(tài)勢[J]. 楊光.  農(nóng)藥市場信息. 2018(02)
[3]2018年全國農(nóng)作物重大病蟲害呈重發(fā)態(tài)勢[J]. 楊光.  農(nóng)藥市場信息. 2018 (02)
[4]我國植保機(jī)械和施藥技術(shù)的現(xiàn)狀問題及對策[J]. 孫玉強(qiáng).  農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2017(18)
[5]雙鐘擺主被動懸架式大型噴霧機(jī)噴桿動力學(xué)仿真與試驗(yàn)[J]. 崔龍飛,薛新宇,丁素明,顧偉,陳晨,樂飛翔.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2017(02)
[6]我國植保機(jī)械化發(fā)展研究[J]. 秦海生.  時代農(nóng)機(jī). 2016(04)
[7]自適應(yīng)魯棒控制器設(shè)計新方法在電液伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 陳光榮,王軍政,汪首坤,趙江波,沈偉,李靜.  自動化學(xué)報. 2016(03)
[8]高地隙噴桿式與隧道式一體噴霧機(jī)的設(shè)計與試驗(yàn)[J]. 苑進(jìn),趙新學(xué),李明,閆曉海,劉雪美.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(S2)
[9]基于模糊邏輯的液壓伺服位置控制系統(tǒng)研究[J]. 徐興元,林青松,蔡遠(yuǎn)利.  計算機(jī)仿真. 2015(08)
[10]噴桿式噴霧機(jī)噴桿高度及平衡在線調(diào)控系統(tǒng)[J]. 魏新華,邵菁,繆丹丹,李林,解曉薇.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(08)

碩士論文
[1]噴桿高度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計與試驗(yàn)研究[D]. 王松林.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014



本文編號：3611978