【摘要】：農(nóng)田的精細(xì)耕整技術(shù)是精細(xì)農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容,是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和機(jī)械化的重要內(nèi)容之一,也是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要措施。由于我國(guó)南方田塊面積偏小而且地形地貌復(fù)雜多變,使得傳統(tǒng)的耕整地作業(yè)質(zhì)量普遍偏低,為了提高拖拉機(jī)旋耕機(jī)具在田間作業(yè)時(shí)的耕整地質(zhì)量和保持土壤平整實(shí)現(xiàn)耕深一致性,本文提出了一種基于傾角傳感器采用液壓杠桿機(jī)構(gòu)的中心不動(dòng)調(diào)平策略對(duì)旋耕機(jī)具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平。本文以農(nóng)夫小機(jī)靈1GDZ-150履帶拖拉機(jī)懸掛旋耕機(jī)為研究平臺(tái),對(duì)旋耕機(jī)具的調(diào)平方案、液壓雙油缸同步方式、傾角傳感器的復(fù)合數(shù)字濾波算法、調(diào)平控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和旋耕機(jī)具調(diào)平的田間作業(yè)試驗(yàn)做了詳細(xì)分析與研究,本文研究的主要內(nèi)容如下：1.分析了農(nóng)用拖拉機(jī)的機(jī)具懸掛特點(diǎn)和旋耕機(jī)具作業(yè)時(shí)的傾斜方式,提出了基于傾角傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)旋耕機(jī)具的傾斜信號(hào)并采用杠桿雙油缸機(jī)構(gòu)的履帶式拖拉機(jī)旋耕機(jī)具的自動(dòng)調(diào)平策略。2.為了實(shí)現(xiàn)杠桿機(jī)構(gòu)的機(jī)具中心不動(dòng)調(diào)平策略,執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了基于分流集流閥的液壓雙油缸同步回路。為了保證雙油缸的同步性能,本文對(duì)同步回路中分流集流閥的分流工況和集流工況進(jìn)行了分析,通過AMEsim液壓仿真并結(jié)合拖拉機(jī)自帶分置式液壓系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù),確保了該同步方案的可靠性。3.為獲得旋耕機(jī)具在田間作業(yè)時(shí)的實(shí)時(shí)傾斜信號(hào),本文采用傾角傳感器對(duì)機(jī)具進(jìn)行傾斜信號(hào)的測(cè)量與采集。由于旋耕機(jī)在土壤表面凹凸不平的田間行駛時(shí),旋耕機(jī)機(jī)具會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng),為提高傾角傳感器的傾角數(shù)據(jù)采集精度,本文采用了復(fù)合數(shù)字濾波算法組合對(duì)靜態(tài)條件下采集到的原始傾角數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波去噪處理,以驗(yàn)證該算法組合的可行性。然后,對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境的機(jī)具不同傾角和旋耕機(jī)具不同轉(zhuǎn)速條件下采集到的原始傾角數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波去噪處理。分析表明,對(duì)原始傾角數(shù)據(jù)采用限幅濾波融合均值濾波與Savitzky-Golay濾波的濾波算法組合后,能夠較好的抑制干擾并提高傾角檢測(cè)精度。4.為了實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)具的自動(dòng)調(diào)平控制,設(shè)計(jì)了機(jī)具調(diào)平控制系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行了硬件電路和軟件設(shè)計(jì)�；跈C(jī)具調(diào)平的液壓系統(tǒng),以液壓同步雙油缸為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,推導(dǎo)出各部分的數(shù)學(xué)傳遞函數(shù)表達(dá)式。對(duì)調(diào)平控制系統(tǒng)采用自適應(yīng)模糊PID控制算法實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)具的動(dòng)態(tài)調(diào)平,利用MATLAB/Simulink軟件對(duì)調(diào)平控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明：采用自適應(yīng)模糊PID控制算法,能夠提高調(diào)平系統(tǒng)的控制精度、縮短調(diào)平時(shí)間、提高系統(tǒng)的響應(yīng)性和穩(wěn)定性。5.按照我國(guó)《農(nóng)用機(jī)械選型規(guī)范》和《旋耕機(jī)試驗(yàn)方法》的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),采用本文設(shè)計(jì)調(diào)平策略的旋耕機(jī)具按旋耕耕深、耕后土壤平整度和耕后耕層碎土率三個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行了田間試驗(yàn)與試驗(yàn)結(jié)果分析,通過試驗(yàn)分析采用該調(diào)平策略的旋耕機(jī)具的耕整地質(zhì)量效果好,能滿足農(nóng)藝要求。
【圖文】：

邐湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制碩王學(xué)位論文綜上所述，本文采用傾角傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)拖拉機(jī)Ｈ點(diǎn)懸掛的懸掛信息的方案。逡逑２．邋２調(diào)平策略選擇逡逑旋耕機(jī)具Ｈ點(diǎn)懸掛于拖拉機(jī)后方，旋耕機(jī)具通過Ｈ個(gè)較接點(diǎn)與拖連接，其懸掛示意圖如下圖所示，機(jī)具提升臂５在分配器的控制下同下降旋耕機(jī)具。當(dāng)旋耕機(jī)具與地面產(chǎn)生傾斜時(shí)，通過調(diào)節(jié)提升桿３的長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)機(jī)具水平。本文研究的調(diào)平策略分為Ｈ種，其中也思想都桿進(jìn)行改造，把提升桿換成成液壓油缸，通過控制器來控制液壓油缸伸縮實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)具的調(diào)平。逡逑

巧ｇ．邋２－２邋ｔｈｅ邋出ａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｉｎｇｌｅ邋ｃｙｌｉｎｄｅｒ邋ｌｅｖｅｌｉｎｇ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ逡逑２．邋２．邋２雙巧缸追逐調(diào)平法逡逑如下圖２－３所示，將拖拉機(jī)懸掛機(jī)組左右提升桿都換成雙作用單桿液壓油逡逑化，兩個(gè)液壓油缸分別由兩個(gè)電磁閥獨(dú)立控制，當(dāng)拖拉機(jī)農(nóng)田作業(yè)發(fā)生傾斜時(shí)，逡逑可Ｗ單獨(dú)調(diào)節(jié)左右液壓油缸的伸縮，，也可ｔＵ同時(shí)調(diào)節(jié)兩個(gè)液壓油缸的伸縮，來逡逑實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)機(jī)具傾斜角度的調(diào)整。逡逑ｎ，逡逑典———邋邋邋邐？ｂ逡逑Ｉ邐———逡逑‘Ｖ逡逑圖２－３雙缸調(diào)平機(jī)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－３邋化ｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｄｏｕｂｌｅ邋ｃｙｌｉｎｄｅｒ邋ｌｅｖｅｌｉｎｇ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ逡逑上圖所示左右兩個(gè)液壓油缸同時(shí)動(dòng)作，做懸掛點(diǎn)ａ下降到ｃ點(diǎn)，右懸掛點(diǎn)逡逑ｂ上提至ｄ點(diǎn)，此調(diào)平方案結(jié)構(gòu)相對(duì)也較為簡(jiǎn)單，但是控制方式很復(fù)雜，如拖逡逑拉機(jī)在農(nóng)田作業(yè)如果左側(cè)履帶陷入低注地段，導(dǎo)致拖拉機(jī)整體向左傾斜行走，逡逑此時(shí)正確的調(diào)平方法是右邊油缸不動(dòng)作，左側(cè)油缸向上提至拖拉機(jī)機(jī)具相對(duì)于逡逑農(nóng)田水平
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S222.3

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本文編號(hào)：2680509