【摘要】：谷物損失傳感器是優(yōu)化聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)參數(shù)、減少收獲損失、實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、智能化收獲作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對(duì)目前聯(lián)合收割機(jī)收獲損失檢測(cè)偏向利用多通道谷物損失傳感器獲取谷物損失量信息的需求,本文以多通道PVDF壓電薄膜谷物損失傳感器為感測(cè)對(duì)象,以DSP為核心處理器,研制了一套12通道PVDF壓電薄膜谷物損失傳感器信號(hào)處理系統(tǒng),提出了從傳感器的感測(cè)信號(hào)中對(duì)與傳感器發(fā)生碰撞作用的實(shí)物粒子進(jìn)行識(shí)別的方法,并在實(shí)驗(yàn)室完成了對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)的性能測(cè)試。本研究的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)基于谷物損失實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了谷物碰撞實(shí)驗(yàn),分析了空載狀態(tài)下PVDF壓電薄膜谷物損失傳感器的輸出零點(diǎn)信號(hào)、谷物碰撞作用下的響應(yīng)信號(hào)幅值及收斂時(shí)間參數(shù)的特征;根據(jù)多通道谷物損失傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)的功能需求,構(gòu)建了系統(tǒng)的總體研究方案;(2)分析了多通道PVDF壓電薄膜谷物傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)的信號(hào)鏈路所需要的硬件平臺(tái),并根據(jù)系統(tǒng)的硬件架構(gòu)完成了各功能模塊的硬件設(shè)計(jì),主要包括信號(hào)調(diào)理模塊、基于TI公司TMS320F28335的DSP核心處理器模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、CAN通訊接口電路及電源電路,其中信號(hào)調(diào)理模塊利用電路仿真分析的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵元件的選型,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)各功能模塊電路板的設(shè)計(jì)與制作;(3)基于CCS 6.1.3集成開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)系統(tǒng)軟件功能進(jìn)行開(kāi)發(fā),具體包括A/D轉(zhuǎn)換模塊的多通道數(shù)據(jù)同步采樣程序、算術(shù)平均值濾波算法、基于大數(shù)判決與時(shí)間窗的碰撞粒子識(shí)別與計(jì)數(shù)算法、DSP片上eCAN模塊的底層驅(qū)動(dòng)程序及基于CAN總線協(xié)議的通訊服務(wù)程序;(4)基于信號(hào)處理系統(tǒng)硬件平臺(tái)對(duì)信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字濾波算法、CAN總線通訊模塊的性能進(jìn)行了獨(dú)立測(cè)試,測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了各功能模塊的設(shè)計(jì)能夠滿足信號(hào)處理系統(tǒng)的實(shí)際功能需求;(5)分析了影響信號(hào)處理系統(tǒng)檢測(cè)性能的主要因素,利用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法,得到在閾值電壓Y_T為0.7 V、時(shí)間窗W為5.5 ms的邊界條件設(shè)置下,信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)碰撞粒子的檢測(cè)性能較為理想;在此邊界條件設(shè)置下,信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)與PVDF壓電薄膜傳感器單一通道實(shí)際發(fā)生碰撞作用的ABS小球的檢測(cè)誤差范圍為-5.0%~6.0%,平均絕對(duì)誤差3.8%;信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)與6通道PVDF壓電薄膜傳感器實(shí)際發(fā)生碰撞作用的ABS小球的檢測(cè)誤差范圍為-3.3%~6.3%,平均絕對(duì)誤差為3.2%。
【圖文】：

景及意義 80 年代初，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，融合農(nóng)業(yè)工程裝備技術(shù)、生物技術(shù)等業(yè)綜合管理系統(tǒng)--精細(xì)農(nóng)業(yè)[1]，開(kāi)始在國(guó)際農(nóng)業(yè)領(lǐng)域興起。精細(xì)農(nóng)業(yè)的器獲取作物的生長(zhǎng)環(huán)境和產(chǎn)量的時(shí)空分布信息，根據(jù)各因素及因素間的物狀態(tài)的生產(chǎn)投入及時(shí)按需調(diào)控，提高作物產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)資源配置最優(yōu)的一種農(nóng)業(yè)管理策略[2]。我國(guó)雖然是農(nóng)業(yè)大國(guó)，但農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。隨著以及農(nóng)業(yè)人口流失情況日益加劇，，利用信息技術(shù)及智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)化、精準(zhǔn)化，提高土地產(chǎn)出率、資源利用率與勞動(dòng)生產(chǎn)率將成為我國(guó)農(nóng)內(nèi)容之一[3]。位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、作物生產(chǎn)管理智能化輔助決策支量計(jì)量與產(chǎn)量分布圖生成技術(shù)、農(nóng)田信息采集與處理技術(shù)、智能化處方成技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)構(gòu)成了精細(xì)農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系，如圖 1.1 所

圖 1.2 全喂入型聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)流程圖Figure 1.2 Workflow flow Chart of fully fed combine harvester外相關(guān)機(jī)構(gòu)及學(xué)者對(duì)此積極開(kāi)展了大量的理論研究與生產(chǎn)實(shí)踐。家自上世紀(jì) 60 年代就開(kāi)始了對(duì)谷物損失檢測(cè)技術(shù)的研究，并對(duì)不同的極探索。加拿大學(xué)者 Strelioff 等（1977）[14]，德國(guó)學(xué)者 Guitersloh 等（者 Barry 等（2014）[16]均利用聲波識(shí)別原理提出一種用于谷物損失檢測(cè)發(fā)聲板和聲波拾取部件共同作為沖擊聲波的感測(cè)裝置，此種檢測(cè)方式的
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S225

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3 張遠(yuǎn)忠;聯(lián)合收割機(jī)谷物損失率淺析[J];中國(guó)農(nóng)機(jī)化;1995年06期

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5 常峰;;談聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)谷物損失的原因及對(duì)策[J];當(dāng)代農(nóng)機(jī);2007年06期

6 張廣成;如何減少聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)中谷物損失[J];浙江農(nóng)村機(jī)電;2002年03期

7 趙守疆;;談聯(lián)合收割機(jī)的損失問(wèn)題[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械;1987年07期

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本文編號(hào)：2707402