發(fā)布時(shí)間：2020-10-16 07:44

　　 本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,針對(duì)噴桿轉(zhuǎn)動(dòng)控制問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種基于多楔帶傳動(dòng)的噴桿平衡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由超聲波檢測(cè)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)三部分組成。為了保證多楔帶傳動(dòng)精度建立了多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,研究多楔帶縱向動(dòng)剛度和阻尼對(duì)傳動(dòng)精度的影響;為了保證噴桿平衡檢測(cè)精度設(shè)計(jì)了超聲波傳感器檢測(cè)系統(tǒng),研究各影響因素對(duì)超聲波傳感器測(cè)距精度的影響。最終,通過(guò)階躍試驗(yàn)研究了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,確定了系統(tǒng)的啟動(dòng)閾值;通過(guò)田間試驗(yàn)研究了系統(tǒng)對(duì)噴桿平衡的控制效果,獲得了系統(tǒng)最佳參數(shù)組合。主要研究工作包含以下幾個(gè)方面:(1)噴桿平衡控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)針對(duì)噴桿轉(zhuǎn)動(dòng)控制問(wèn)題,在現(xiàn)有噴霧機(jī)上設(shè)計(jì)了一種基于多楔帶傳動(dòng)的噴桿平衡控制系統(tǒng)。給出了噴桿平衡檢測(cè)原理、多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu),并根據(jù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成對(duì)主要硬件進(jìn)行了優(yōu)選,根據(jù)控制要求對(duì)控制程序和控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì),總體上完成噴桿平衡控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。(2)多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模建立多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力力學(xué)模型,研究多楔帶縱向動(dòng)剛度和阻尼因子對(duì)傳動(dòng)精度的影響,獲得傳動(dòng)系統(tǒng)中多楔帶輪轉(zhuǎn)角和噴桿轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。主要結(jié)論為:當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率不大于6Hz時(shí),對(duì)應(yīng)多楔帶三個(gè)安裝位置,多楔帶輪輸入轉(zhuǎn)角1θ和噴桿輸出轉(zhuǎn)角4θ之間傳動(dòng)關(guān)系分別為:41(28)20θθ,41(28)16θθ,41(28)12θθ。這三種轉(zhuǎn)角傳動(dòng)關(guān)系,為后文步進(jìn)電機(jī)控制脈沖的個(gè)數(shù)計(jì)算提供依據(jù)。(3)噴桿平衡檢測(cè)精度的影響因素試驗(yàn)研究設(shè)計(jì)超聲波傳感器檢測(cè)系統(tǒng),研究不同反射平面、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和波束角對(duì)超聲波傳感器檢測(cè)噴桿平衡的影響。主要結(jié)論為:(1)作物冠層疏密度和平整度對(duì)超聲波傳感器的測(cè)距精度影響較大。為了減小不同作物冠層特性對(duì)噴桿平衡檢測(cè)精度的影響,可以將地面作為超聲波傳感器的反射平面。此時(shí),為了防止作物枝葉對(duì)超聲波傳感器測(cè)距精度的干擾,需在噴桿上對(duì)應(yīng)位置安裝分行器,以確保超聲波打到地面。(2)在噴霧機(jī)行駛速度范圍內(nèi),超聲波傳感器測(cè)量平均值與實(shí)際距離值最大誤差0.689cm,測(cè)量值最大樣本方差為0.165cm,并且這一結(jié)果還是在不考慮噴霧機(jī)底盤(pán)振動(dòng)的情況下獲得的,所以超聲波傳感器相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)噴桿平衡檢測(cè)精度的影響很小。(3)超聲波傳感器偏轉(zhuǎn)角在[-12°,+12°]范圍內(nèi)變化時(shí),測(cè)距誤差很小。偏轉(zhuǎn)角在[-13°,-15°]和[13°,15°]范圍內(nèi)變化時(shí),測(cè)距誤差迅速增大。但是,由于噴桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度一般在[-5°,+5°]范圍內(nèi)變化,所以超聲波傳感器波束角對(duì)噴桿平衡檢測(cè)精度的影響很小。(4)噴桿平衡控制效果試驗(yàn)研究設(shè)計(jì)階躍試驗(yàn)研究噴桿平衡控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,確定系統(tǒng)的啟動(dòng)閾值。設(shè)計(jì)田間正交試驗(yàn)研究不同系統(tǒng)參數(shù)對(duì)噴桿平衡控制效果的影響。具體結(jié)論為:(1)噴桿平衡控制系統(tǒng)可以有效的減小階躍激勵(lì)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,試驗(yàn)獲得系統(tǒng)的最佳啟動(dòng)閾值為?(28)cm5。(2)田間正交試中噴桿平衡控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)噴桿平衡的控制,減小地面起伏造成的噴桿轉(zhuǎn)動(dòng)。在多楔帶安裝位置、電機(jī)轉(zhuǎn)速和多楔帶中預(yù)緊力三個(gè)因素中電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)噴桿平衡控制效果影響最大。系統(tǒng)最佳因素組合下,可將噴桿轉(zhuǎn)角控制在[-0.63°,+0.63°]范圍內(nèi)。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類(lèi)】：S491
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章：緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 噴桿的主要運(yùn)動(dòng)形式及造成噴桿運(yùn)動(dòng)的因素
        1.2.2 噴桿運(yùn)動(dòng)對(duì)霧滴沉積的影響
        1.2.3 噴桿運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)方法
        1.2.4 噴桿運(yùn)動(dòng)的控制方法
    1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)
    1.4 本章小結(jié)
第二章：噴桿平衡控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.1 噴桿式噴霧機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    2.2 噴桿平衡檢測(cè)原理
    2.3 多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)
    2.4 噴桿平衡控制系統(tǒng)
        2.4.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
        2.4.2 控制系統(tǒng)硬件選型
        2.4.3 控制系統(tǒng)的供電電路
        2.4.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第三章：多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
    3.1 多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
    3.2 建模
        3.2.1 運(yùn)動(dòng)方程
        3.2.2 多楔帶張力分析
        3.2.3 多楔帶各段帶長(zhǎng)
        3.2.4 傳遞函數(shù)
    3.3 本章小結(jié)
第四章：噴桿平衡檢測(cè)精度的影響因素試驗(yàn)研究
    4.1 噴桿平衡檢測(cè)精度的影響因素
    4.2 超聲波測(cè)距檢測(cè)系統(tǒng)
    4.3 不同反射平面對(duì)超聲波測(cè)距精度的影響
        4.3.1 檢測(cè)方案
        4.3.2 檢測(cè)結(jié)果
        4.3.3 結(jié)果分析
    4.4 相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)超聲波測(cè)距精度的影響
        4.4.1 檢測(cè)方案
        4.4.2 檢測(cè)結(jié)果與分析
    4.5 波束角對(duì)超聲波測(cè)距精度的影響
        4.5.1 檢測(cè)裝置
        4.5.2 檢測(cè)結(jié)果與分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章：噴桿平衡控制效果試驗(yàn)研究
    5.1 噴桿平衡控制系統(tǒng)
    5.2 階躍試驗(yàn)
        5.2.1 階躍信號(hào)設(shè)計(jì)
        5.2.2 試驗(yàn)參數(shù)
        5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.3 大田試驗(yàn)
        5.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)參數(shù)
        5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章：結(jié)論與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
碩士期間取得的成果

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 常勝武,王光亮,沈林生;水平噴桿霧量分布的計(jì)算機(jī)模擬[J];農(nóng)機(jī)化研究;1988年01期

2 常勝武,王光亮,沈林生;水平噴桿動(dòng)態(tài)霧量分布的數(shù)值分析[J];農(nóng)機(jī)化研究;1989年04期

3 陳文坊;邱白晶;楊寧;殷磊;;基于超聲波傳感器的噴桿位姿控制系統(tǒng)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2013年03期

4 王松林;趙春江;王秀;;噴桿高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2014年08期

5 何耀杰;邱白晶;楊亞飛;馬靖;;基于有限元模型的噴霧機(jī)噴桿彈性變形分析與控制[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2014年06期

6 邱白晶;何耀杰;盛云輝;尹振華;鄧武清;;噴霧機(jī)噴桿有限元模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2014年08期

7 吳吉麟;苗玉彬;;不同激勵(lì)源下寬幅噴霧機(jī)噴桿的動(dòng)態(tài)特性分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2012年04期

8 陳達(dá);陳志;楊學(xué)軍;周麗萍;;噴桿懸架拉桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2011年12期

9 陳達(dá);周麗萍;楊學(xué)軍;嚴(yán)何榮;;噴桿噴霧機(jī)噴桿機(jī)構(gòu)的有限元分析[J];新疆農(nóng)機(jī)化;2013年02期

10 ;水田風(fēng)送低量噴桿噴霧機(jī)[J];福建農(nóng)機(jī);2004年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 燕明德;風(fēng)幕式噴桿噴霧氣液兩相流動(dòng)特性研究及參數(shù)優(yōu)化[D];江蘇大學(xué);2014年

2 陳達(dá);柔性桁架式噴桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院;2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 袁旗;變噴桿噴霧機(jī)獨(dú)立流量分配系統(tǒng)的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2015年

2 尹翔宇;變噴桿噴霧機(jī)噴桿自動(dòng)仿形系統(tǒng)的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2015年

3 王強(qiáng);農(nóng)業(yè)噴桿控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];太原理工大學(xué);2016年

4 聞志勇;風(fēng)幕式噴桿噴霧霧滴運(yùn)動(dòng)特性與飄移性能試驗(yàn)研究[D];江蘇大學(xué);2016年

5 邵菁;棉花分行冠內(nèi)冠上組合風(fēng)送式噴桿噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];江蘇大學(xué);2016年

6 周海涯;基于多楔帶傳動(dòng)的噴桿平衡控制研究[D];江蘇大學(xué);2016年

7 李振生;基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的噴桿轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2010年

8 王松林;噴桿高度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2014年

9 劉豐樂(lè);氣流輔助式噴桿彌霧機(jī)的研制[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

10 楊娜;果園自動(dòng)噴霧控制系統(tǒng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2842970