【摘要】：水資源管理是目前國際上研究熱點之一,其中土地精細平整是水資源管理的主要研究內(nèi)容之一。農(nóng)田土地精細平整技術可以有效地改善農(nóng)田地形狀況,提高農(nóng)田灌溉效率,改變土壤水肥成分,達到節(jié)水節(jié)肥,增產(chǎn)增收的效果。在對引進的美國Trimble FieldLevel II GPS平地系統(tǒng)進行消化吸收的基礎上,提出了基于RTK-GNSS測高測姿技術的精平機平地鏟姿態(tài)調(diào)整方法,旨在提高現(xiàn)有GNSS平地機作業(yè)精度。GNSS精平機平地鏟姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)融合了空間信息、傳感器技術、機械設計、液壓、自動控制等多個學科。本文從平地機姿態(tài)調(diào)整技術需求出發(fā),結合單缸平地鏟特點設計了可實現(xiàn)姿態(tài)調(diào)整的雙缸平地鏟機械結構,建立了平地鏟高程控制和姿態(tài)調(diào)整數(shù)學模型,根據(jù)機械結構特點設計了液壓系統(tǒng),選用了相關的液壓元件。根據(jù)系統(tǒng)控制需求,研發(fā)了控制轉(zhuǎn)換器,并編寫了對應軟件;控制轉(zhuǎn)換器通過CAN總線接收車載計算機和控制手柄操控指令并對其進行解析處理。通過功率驅(qū)動電路直接驅(qū)動閥組控制油缸伸縮實現(xiàn)平地鏟高程和姿態(tài)調(diào)整。介紹了MEMS測姿、傾角測姿和GNSS雙天線測姿原理,通過靜態(tài)試驗、抗振性和動態(tài)響應特性試驗對比,得出GNSS雙天線測姿誤差小,靈敏度高且穩(wěn)定性好。為解決平地鏟載荷過載問題,采用控制手柄作為緊急處理裝置,可于緊急情況下快速地完成平地鏟卸荷,與車載計算機觸摸屏操縱相比,減少了駕駛員的操作時間,提高了意外情況下的應急反應速度。姿態(tài)調(diào)整控制方法部分,通過對經(jīng)典PID和模糊PID方法的對比。數(shù)字仿真結果和田間試驗均表明,與經(jīng)典PID控制方法相比,模糊PID控制方法不僅響應速度快且超調(diào)量小,滿足姿態(tài)調(diào)整控制要求。農(nóng)田邊界平整試驗和土地平整試驗表明:研發(fā)的GNSS精平機平地鏟姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,可快速平整農(nóng)田大坡度邊界地塊,土地平整效果良好,有效地改善了農(nóng)田表面微地形,滿足農(nóng)田土地精細平整的要求。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S222.51

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本文編號：2709023