【摘要】：精密播種和精準(zhǔn)施肥是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向,氣吸式小麥精播機(jī)作為現(xiàn)有精播機(jī)中作業(yè)精度最高的播種機(jī)械,但仍然存在地輪打滑導(dǎo)致的漏種(肥)、拖拉機(jī)停車或掉頭時(shí)變速箱動力輸出停止導(dǎo)致的漏播以及電機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)調(diào)節(jié)失控等問題。針對目前氣吸式小麥精播機(jī)存在問題,以PWM電液比例控制的氣吸式小麥精播裝置為研究對象,對其運(yùn)行機(jī)制和內(nèi)在原理做了充分研究,建立了基于PWM電液比例控制系統(tǒng)模型和垂直雙吸盤排種器幾何模型,本文研究重點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。(1)PWM電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過自主設(shè)計(jì)液壓站以及電液比例控制相關(guān)元器件的選取,設(shè)計(jì)了PWM電液比例控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以STM32為控制核心,實(shí)時(shí)采集拖拉機(jī)前進(jìn)速度、排種排肥軸轉(zhuǎn)速,結(jié)合PID控制算法,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)排種排肥軸轉(zhuǎn)速,使其與拖拉機(jī)前進(jìn)速度精確匹配,保證播種株距穩(wěn)定性及施肥均勻性,并在播種施肥過程中通過觸摸屏實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)氣吸式小麥精播裝置智能化控制。(2)PWM電液比例控制系統(tǒng)模型建立與仿真分析。根據(jù)自主設(shè)計(jì)的PWM電液比例控制系統(tǒng),以排種驅(qū)動為研究對象,應(yīng)用AMESim軟件,建立基于PWM的電液比例控制系統(tǒng)模型,通過仿真試驗(yàn)驗(yàn)證電液比例控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性以及液壓元器件選型的合理性。(3)氣吸式排種器DEM-CFD氣固雙向耦合仿真分析。通過Pro|Engineer軟件和STAR-CCM+軟件分別建立排種器幾何模型與小麥顆粒模型,通過STAR-CCM+軟件,分別以壓力優(yōu)先控制和轉(zhuǎn)速優(yōu)先控制對垂直雙吸盤排種器排種性能進(jìn)行了仿真分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:通過仿真試驗(yàn)得到,排種軸轉(zhuǎn)速為70 r/min,氣吸室壓力為-2.5 kPa時(shí),排種器排種效果最佳,在樣機(jī)試驗(yàn)中仿真結(jié)果得到進(jìn)一步證實(shí)。根據(jù)樣機(jī)播種施肥試驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)PWM電液比例驅(qū)動控制排種排肥軸時(shí),其轉(zhuǎn)速響應(yīng)時(shí)間快,運(yùn)行平穩(wěn),排種穩(wěn)定性變異系數(shù)小于2.95%,排肥穩(wěn)定性變異系數(shù)小于3.99%。
【圖文】：

圖 1-2 法國庫恩公司 Maxima2 氣吸式精播機(jī)Fig.1-2 Maxima 2 air-suction precision seeder of French Kuhn Company司生產(chǎn)制造的 4 行、6 行和 8 行氣吸式精播機(jī)，如圖 1播種需求選擇相應(yīng)產(chǎn)品，其產(chǎn)品質(zhì)量高，通用性強(qiáng)，可精播機(jī)采用單粒精播方式，小麥下落高度降低，播種精的 Maxemerge planters 系列高速氣吸式精播機(jī)（Karaye 種型號，各型號之間具體較好互換性和通用性，降低了式精播機(jī)采用了性能高、噪音低的液壓驅(qū)動風(fēng)機(jī)裝置，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，來適應(yīng)不同作物與不同風(fēng)壓的播種要求，大，2011）。紀(jì)后，德國哈西亞公司生產(chǎn)制造了氣吸式精播機(jī)，功能鎮(zhèn)壓覆土、噴灑藥劑等一體化作業(yè)，該精播機(jī)排種器中

圖 1-3 阿瑪松公司 ED 系列單粒氣吸式精播機(jī)Fig.1-3 Amazon ED series single-grain air-suction precision seeder國家采用液壓驅(qū)動精密播種技術(shù)發(fā)展十分迅速，，并與衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動化和智能化（譚元昊，2018）。如美動風(fēng)機(jī)的氣壓式精播機(jī)；東德 A-697 型液壓馬達(dá)驅(qū)動排種地輪打滑時(shí)啟動，保證排種錐體轉(zhuǎn)速與機(jī)具前進(jìn)速度一致升降，同時(shí)在寬幅精播機(jī)上可以用液壓折疊機(jī)架，增加了運(yùn)達(dá)國家氣力式精播機(jī)的風(fēng)機(jī)及排種排肥驅(qū)動方式來看，國外動力輸出軸驅(qū)動外，還可用液壓馬達(dá)驅(qū)動，并且氣力式精播驅(qū)動、電機(jī)驅(qū)動代替?zhèn)鹘y(tǒng)地輪驅(qū)動（許劍平，2011）。氣力其液壓動力來源主要有兩種方式，一種是直接利用拖拉機(jī)液
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S223.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2645417