【摘要】：棉花作為新疆的主要農(nóng)作物,對(duì)全省經(jīng)濟(jì)影響顯著,如今,除棉花打頂尚未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)械工作,其他生產(chǎn)過程均已全面實(shí)現(xiàn)機(jī)械現(xiàn)代化。制約棉花打頂機(jī)械推廣的關(guān)鍵在于棉株自適應(yīng)識(shí)別及作業(yè)控制系統(tǒng)研究。針對(duì)新疆現(xiàn)有棉花打頂機(jī)存在的即時(shí)性和精度低,過、漏打頂?shù)葐栴},本文著眼于新疆棉田的種植現(xiàn)狀以及棉花的農(nóng)藝要求,總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果,研究出基于電動(dòng)升降控制系統(tǒng)的打頂機(jī)構(gòu),通過整體系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì),研制出比較實(shí)際可行的試驗(yàn)臺(tái)架。(1)通過對(duì)棉株的自然生長(zhǎng)特性和田地調(diào)研,結(jié)合棉株打頂工藝要求,確定出適合棉花最佳的打頂方式,對(duì)棉株頂尖進(jìn)行切削試驗(yàn),計(jì)算出棉株頂尖打頂?shù)呐R界切削速度,以及電動(dòng)打頂部分的基本功率。(2)確定了總體棉花打頂機(jī)自適應(yīng)電動(dòng)升降控制系統(tǒng)的方案,然后開始對(duì)棉花打頂試驗(yàn)機(jī)架的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),運(yùn)用SolidWorks繪制三維圖及工程圖,闡述了其工作原理,同時(shí)完成了基于步進(jìn)升降控制系統(tǒng)的棉花打頂試驗(yàn)臺(tái)架的關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與選型,控制系統(tǒng)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)包含了直線電機(jī),打頂裝置,控制系統(tǒng)的通訊連接,指令編寫等。整機(jī)臺(tái)架依靠TC55控制器為核心單元,結(jié)合棉株高度測(cè)量、切割器高度控制系統(tǒng)等輔助電路單元,共同搭建了完整的控制系統(tǒng)。(3)為了彌補(bǔ)位置誤差從而提高升降精度,采用模糊算法模塊化仿真自適應(yīng)升降控制系統(tǒng),同時(shí)創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型,以提高自適應(yīng)打頂系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)為技術(shù)重點(diǎn),針對(duì)實(shí)際打頂作業(yè)要求,制定規(guī)則表并得出系統(tǒng)幅頻特性等,結(jié)合Simulink功能將格子模塊進(jìn)行組合仿真,根據(jù)模糊PID控制的算法在動(dòng)態(tài)變量條件下自動(dòng)對(duì)位置誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償,通過對(duì)比模擬,其結(jié)果顯示系統(tǒng)采用模糊PID控制策略使得系統(tǒng)定位精準(zhǔn)、響應(yīng)及時(shí),而且穩(wěn)定平滑。(4)設(shè)計(jì)并加以完善制作完成了打頂試驗(yàn)臺(tái)架,通過臺(tái)架調(diào)試開展實(shí)地試驗(yàn),利用Design-Expert軟件對(duì)數(shù)據(jù)作以單因素和方差等整理分析,得出影響系統(tǒng)測(cè)量指標(biāo)的各因素的影響效果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件并對(duì)試驗(yàn)參數(shù)約束和優(yōu)化處理,通過試驗(yàn)結(jié)果得出,基于電動(dòng)升降機(jī)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)臺(tái)架能夠基本完成作業(yè)測(cè)試,打頂誤差在可接受范圍,能夠基本滿足棉花打頂?shù)男枰?并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)穩(wěn)定,便于操作的特點(diǎn)。
【圖文】：

棉花打頂機(jī)電動(dòng)升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究第一章 緒論景及意義民生活不可或缺的一種作物，其生長(zhǎng)收獲能帶來可觀的收益模式下，棉花已然成為經(jīng)濟(jì)作物中的支柱產(chǎn)業(yè)。新疆大約有種植，種植面積達(dá) 2400 多萬畝，其棉花總產(chǎn)量接近全國(guó)的一 13％左右。2015 年新疆棉花的總種植面積 146.06 萬公頃，同[2]。在生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的努力帶動(dòng)下，新疆的棉花產(chǎn)出總量在大，其中各項(xiàng)產(chǎn)量指標(biāo)如棉花單產(chǎn)或商品調(diào)撥量等都已持棉花甲天下的局面[3]�？傊畞碇v，棉花的豐產(chǎn)意義廣大，它，，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)繁榮，而且對(duì)國(guó)家實(shí)施的西部大開發(fā)政策也來看，抓住棉花等重要支柱產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)特色新疆棉對(duì)絲綢之，可以說是利民利國(guó)的好路子。下圖中圖 1-1 是 2015 年各[4]。

棉花打頂機(jī)電動(dòng)升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究、速度較慢，打頂不及時(shí)容易便會(huì)錯(cuò)過棉花最佳打頂時(shí)后期的采收等環(huán)節(jié)，導(dǎo)致棉花產(chǎn)量的大幅下降，并且也[7-8]。與國(guó)內(nèi)情況不同的是，國(guó)外普遍使用一些藥物給制劑從而使棉花改變生長(zhǎng)方向。但是國(guó)內(nèi)情況與國(guó)外不，尤其是新疆，棉花的種植多種多樣，依靠天然條件使靠藥物調(diào)節(jié)，很容易導(dǎo)致環(huán)境的破壞，另外不同的棉花果難免存在差異，所以目前我國(guó)的棉花打頂趨勢(shì)在于發(fā)化打頂[ 9-11]。人工打頂如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S224.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2638858