本文關(guān)鍵詞：智能配肥裝置稱重系統(tǒng)的設計與試驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本研究綜合運用CAD技術(shù)、PLC控制技術(shù)、傳感器信號采集與處理技術(shù)、模糊控制理論與技術(shù),設計了可實現(xiàn)最多4種肥料單獨稱重、同時配肥的智能配肥裝置稱重系統(tǒng)。結(jié)合模糊PID控制理論,設計開發(fā)了稱重系統(tǒng)的模糊PID控制器,并運用Matlab SIMULINK工具箱搭建仿真平臺,對模糊PID控制器與PID控制器進行對比仿真。通過對稱重傳感器標定試驗,降低因稱重傳感器自身誤差引起的配肥誤差,并通過整機誤差試驗,對系統(tǒng)控制精度進行研究。主要研究內(nèi)容包括:1、針對我國配肥機械所存在的效率低、誤差大的問題,提出了一種新的稱重方式——間接稱重,并提出了以PLC為主控制器的稱重控制系統(tǒng)的設計方案。主要創(chuàng)新點在于4個原料儲料倉能獨立加料、單獨稱重、同時配肥、單獨控制。該智能配肥裝置不僅能按照不同的配料配比進行稱重配肥,而且累計誤差小,精度高,工效高。2、應用模糊控制理論與技術(shù),設計了稱重系統(tǒng)的模糊PID控制器,完成了對控制器各參數(shù)的選擇與定義。應用Matlab模糊邏輯工具箱、SIMULINK工具箱,完成了稱重系統(tǒng)的模糊PID控制器的建模與仿真。針對模糊PID控制和PID控制分別進行仿真,分析結(jié)果可知,模糊PID控制系統(tǒng)響應速度快,精度高,超調(diào)量小。3、開展稱重傳感器誤差標定試驗和整機誤差試驗。在稱重傳感器誤差標定試驗中,分別測定在加載/卸載標準砝碼時,稱重傳感器的測量信號值與標準砝碼質(zhì)量值之間的誤差。整機共選用12個稱重傳感器,共12路稱重傳感器信號。對不同量程和不同精度的稱重傳感器分別進行測試,每組試驗重復3次。通過試驗獲得相應稱重傳感器的標定系數(shù)和最大誤差值,傳感器最大誤差在0.47%左右,標定系數(shù)在0.998左右。在整機誤差測定試驗中,以配肥總質(zhì)量和配肥種類為變量,測定了不同配肥總質(zhì)量、不同配肥種類時整機的誤差。該實驗對比了傳統(tǒng)PLC控制的樣機與有模糊PID控制器的PLC控制樣機的配肥精度,分析數(shù)據(jù)可知后者整體配肥精度大幅度提高,整體誤差維持在1.85%。
【關(guān)鍵詞】：測土配方施肥 智能配肥裝置 稱重系統(tǒng) PLC控制 模糊PID控制 Matlab
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TH715.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 課題來源與研究意義10-11
• 1.2.1 課題來源10
• 1.2.2 課題研究意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 測土配方施肥技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 配肥機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第2章 稱重系統(tǒng)的設計15-32
• 2.1 智能配肥裝置的總體設計15-19
• 2.1.1 整機技術(shù)要求15
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)形式的選擇15-16
• 2.1.3 稱重方式的選擇16
• 2.1.4 機械結(jié)構(gòu)的組成16-18
• 2.1.5 控制系統(tǒng)整體設計18-19
• 2.2 稱重系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)設計19-21
• 2.2.1 原料儲料倉結(jié)構(gòu)尺寸的確定19-20
• 2.2.2 整體結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3 稱重控制系統(tǒng)硬件設計21-27
• 2.3.1 PLC選型21-22
• 2.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的選型22-23
• 2.3.3 稱重傳感器的選型23-25
• 2.3.4 步進電機的選型25-26
• 2.3.5 步進電機適配驅(qū)動器選型26-27
• 2.4 系統(tǒng)軟件部分的設計27-30
• 2.4.1 設計主要內(nèi)容介紹27
• 2.4.2 PLC輸入輸出端口分配和內(nèi)存分配情況27-28
• 2.4.3 程序控制過程介紹28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 第3章 稱重系統(tǒng)的模糊PID控制器設計與仿真32-52
• 3.1 模糊控制基本理論32-37
• 3.1.1 模糊控制基本概念32-35
• 3.1.2 模糊控制器工作原理35-37
• 3.1.3 模糊控制器的優(yōu)缺點37
• 3.2 模糊PID控制器37-39
• 3.2.1 模糊PID控制器的基本形式37-38
• 3.2.2 模糊PID控制器設計步驟38-39
• 3.3 稱重系統(tǒng)模糊PID控制器的設計39-46
• 3.3.1 輸入輸出變量39-40
• 3.3.2 隸屬函數(shù)40-41
• 3.3.3 模糊規(guī)則表41-44
• 3.3.4 模糊控制表44-45
• 3.3.5 參數(shù)自整定算法45-46
• 3.4 稱重系統(tǒng)模糊PID控制器的仿真46-51
• 3.4.1 基于Matlab的模糊PID控制模塊的建立46-49
• 3.4.2 基于SIMULINK的系統(tǒng)仿真模型的建立49-50
• 3.4.3 模糊PID算法仿真50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 稱重系統(tǒng)試驗研究52-59
• 4.1 稱重傳感器標定試驗52-54
• 4.1.1 材料與方法52-53
• 4.1.2 數(shù)據(jù)處理與分析53-54
• 4.2 實際稱重誤差試驗54-58
• 4.2.1 材料與方法54-56
• 4.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析56-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第5章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 主要研究結(jié)論59-60
• 5.2 進一步研究建議60-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65-66
• 附錄 1：攻讀碩士研究生期間研究成果66
• 附錄 2：稱重傳感器標定試驗數(shù)據(jù)66-72

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  本文關(guān)鍵詞：智能配肥裝置稱重系統(tǒng)的設計與試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：363463