小麥?zhǔn)俏覈饕Z食作物,本文著眼于國內(nèi)小麥種植領(lǐng)域當(dāng)前存在的技術(shù)難點,在小麥精播機電氣驅(qū)動、控制模型、定位機制、自主駕駛等方面展開研究。旨在通過針對性的研究和探索,力求從根本上突破目前國內(nèi)小麥精播機在機械部件設(shè)計、智能驅(qū)動控制兩大方面的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,切實解決小麥種植過程中的漏播不勻、播量不準(zhǔn)、手段落后、勞動力無法解放等問題。作為一名在職申請博士學(xué)位人員,在導(dǎo)師指導(dǎo)下,論文選題結(jié)合了我國農(nóng)耕實際狀況以及近年自己所主持和參與的工程課題。針對機械部件設(shè)計不合理和人工調(diào)節(jié)播量困難、不精確等諸多因素而造成的播種誤差問題,對精播機主要機械部位進行優(yōu)化改進和仿真設(shè)計;針對國內(nèi)當(dāng)前播種機無監(jiān)控或監(jiān)控手段低陋狀況,以及不良地況引起地輪打滑、播種機姿態(tài)不穩(wěn)等問題,采取改變驅(qū)動模式、改進跟蹤監(jiān)測方法、引入智能定位導(dǎo)航機制等手段加以控制,以求作業(yè)過程中提高精播機的自我補償與校正能力,為實現(xiàn)小麥精播作業(yè)全程智能化、徹底解放勞動力奠定基礎(chǔ)。論文主體分四大部分:精播機械設(shè)計與仿真;電控驅(qū)動取代地輪完成排種施肥作業(yè)、建立小麥精播智能系統(tǒng)模型;智能小麥精播樣機試制及性能測試;精播機自主駕駛機理研究。主要研究內(nèi)容如下:（... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：189 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
縮略詞注釋表
第一章 緒論
    1.1 選題背景意義及課題來源
        1.1.1 選題背景意義
        1.1.2 課題來源
    1.2 精播技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外精播技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)精播技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 小麥精播技術(shù)發(fā)展趨勢及面臨問題
        1.3.1 小麥精播技術(shù)發(fā)展趨勢
        1.3.2 小麥精播技術(shù)面臨問題
    1.4 智能小麥精播技術(shù)研究意義
    1.5 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 創(chuàng)新點
    1.6 論文結(jié)構(gòu)與章節(jié)安排
第二章 智能精播機械系統(tǒng)設(shè)計與仿真分析
    2.1 引言
    2.2 智能精播機設(shè)計方案及結(jié)構(gòu)原理
        2.2.1 智能精播機總方案設(shè)計
        2.2.2 智能精播機結(jié)構(gòu)原理
    2.3 精播機旋耕裝置設(shè)計研究
        2.3.1 旋耕機整體結(jié)構(gòu)
        2.3.2 旋耕機刀片的布置
        2.3.3 旋耕機刀有限元分析
        2.3.4 旋耕機刀軸的設(shè)計
    2.4 寬幅組合式開溝器設(shè)計
    2.5 寬幅小麥排種施肥裝置設(shè)計研究
    2.6 智能小麥精播機配套動力及技術(shù)指標(biāo)
        2.6.1 智能小麥精播機配套動力
        2.6.2 智能小麥精播機技術(shù)指標(biāo)
    2.7 播種施肥離散元動態(tài)仿真分析
        2.7.1 DEM基本方程
        2.7.2 重要物理及力學(xué)參數(shù)測定
        2.7.3 排種離散元動態(tài)仿真分析
        2.7.4 排肥器離散元動態(tài)仿真分析
    2.8 本章小結(jié)
第三章 智能小麥精播系統(tǒng)模型及其控制機理
    3.1 引言
    3.2 智能小麥精播主控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
        3.2.1 智能小麥精播機主控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.2.2 智能小麥精播驅(qū)動控制原理
    3.3 智能精播控制系統(tǒng)硬軟件設(shè)計
        3.3.1 主控系統(tǒng)硬件設(shè)計
        3.3.2 主控系統(tǒng)軟件設(shè)計
    3.4 智能精播控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立
        3.4.1 參數(shù)初值設(shè)定與運算規(guī)則
        3.4.2 主控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立
    3.5 排種施肥的精確控制
        3.5.1 PID閉環(huán)控制設(shè)計
        3.5.2 PWM調(diào)速功能的實現(xiàn)
    3.6 智能精播監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
        3.6.1 智能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.6.2 智能監(jiān)控系統(tǒng)原理
        3.6.3 智能監(jiān)控系統(tǒng)硬軟件設(shè)計
        3.6.4 監(jiān)控系統(tǒng)功能仿真驗證
    3.7 智能系統(tǒng)抗干擾設(shè)計
        3.7.1 數(shù)字濾波設(shè)計
        3.7.2 指令冗余措施
        3.7.3 看門狗應(yīng)用
    3.8 基于MCGS組態(tài)軟件的人機界面
        3.8.1 智控系統(tǒng)設(shè)備配置界面
        3.8.2 智控系統(tǒng)用戶界面
        3.8.3 智控系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫配置
        3.8.4 MCGS運行模擬仿真
        3.8.5 MCGS觸摸屏控制現(xiàn)場效果驗證
    3.9 本章小結(jié)
第四章 智能小麥寬幅精播樣機試制及性能測試
    4.1 引言
    4.2 智能精播試驗平臺搭建與性能測試
    4.3 智能精播樣機試制
        4.3.1 轉(zhuǎn)速采集傳感器的安裝固定
        4.3.2 排種施肥軸驅(qū)動電機的安裝
        4.3.3 智能精播樣機的試制
    4.4 智能精播樣機試驗測試與分析
        4.4.1 空載時排種軸起動電壓與轉(zhuǎn)矩測試分析
        4.4.2 空載時控制電壓對種軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的影響
        4.4.3 帶載運行時排種器充種性能測試分析
        4.4.4 智能精播樣機大田試播效果驗證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 精播機自主駕駛技術(shù)研究與仿真分析
    5.1 引言
    5.2 基于激光感知的農(nóng)機作業(yè)導(dǎo)航技術(shù)
    5.3 基于激光掃描的三維信息采集方法
        5.3.1 三維激光信息采集系統(tǒng)構(gòu)成
        5.3.2 基于激光掃描的田壟識別方法
    5.4 基于Otsu準(zhǔn)則的耕作區(qū)與非耕作區(qū)邊界識別方法
        5.4.1 Otsu算法
        5.4.2 田壟地頭邊緣線擬合
    5.5 基于激光識別的區(qū)域設(shè)定
    5.6 田壟邊緣識別算法
    5.7 精播機牽引車轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)
        5.7.1 精播機牽引車轉(zhuǎn)向規(guī)劃及原理分析
        5.7.2 精播機牽引車轉(zhuǎn)向跟蹤控制
    5.8 基于機器視覺的測速系統(tǒng)
        5.8.1 基于機器視覺的測速原理
        5.8.2 攝像機標(biāo)定
        5.8.3 基于機器視覺的運動目標(biāo)檢測方法
        5.8.4 自主導(dǎo)航牽引車速度檢測
    5.9 基于Webots的自主駕駛技術(shù)的實現(xiàn)與仿真分析
        5.9.1 精播機自主駕駛仿真平臺構(gòu)建
        5.9.2 仿真程序設(shè)計及其功能實現(xiàn)
        5.9.3 自主駕駛技術(shù)仿真結(jié)果與分析
    5.10 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文
攻讀學(xué)位期間出版著作
攻讀學(xué)位期間相關(guān)項目研究
攻讀學(xué)位期間相關(guān)專利授權(quán)
攻讀學(xué)位期間相關(guān)獎勵
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于變距光電傳感器的小麥精播施肥一體機監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 趙立新,張增輝,王成義,薦世春,劉童,崔東云,丁筱玲.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(13)
[2]中心口錐底料罐中離散顆粒卸料特性的實驗與仿真研究[J]. 郭健瑋,孔建益,王興東,盛漢橋.  武漢科技大學(xué)學(xué)報. 2018(03)
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[4]國內(nèi)外免耕播種機研究現(xiàn)狀及展望[J]. 邱添,胡志超,吳惠昌,顧峰瑋,徐弘博,吳努.  江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(04)
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[9]2BQJ-6型氣吸式精密播種機使用與維修[J]. 姜貴川,段俊兆.  農(nóng)業(yè)工程. 2017(04)
[10]玉米機械收獲中的制約因素與改進[J]. 姜立軍.  農(nóng)技服務(wù). 2017(11)

博士論文
[1]基于速度自適應(yīng)的拖拉機自動導(dǎo)航控制系統(tǒng)研究[D]. 劉進一.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于激光掃描的聯(lián)合收割機自動導(dǎo)航方法研究[D]. 趙騰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[3]基于機器視覺的工程機械行走速度測量系統(tǒng)研究[D]. 金守峰.長安大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于機器視覺的同步碎石封層車控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 王文斐.河南科技大學(xué) 2018
[2]寬苗帶小麥智控旋耕施播機的設(shè)計[D]. 李培建.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]免耕播種機雙圓盤開溝器結(jié)構(gòu)參數(shù)對作業(yè)性能影響研究[D]. 禹棟棟.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[4]前胡生產(chǎn)多功能一體機的設(shè)計與試驗[D]. 婁帥帥.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[5]小麥旋耕施肥寬幅精密播種復(fù)式機的設(shè)計[D]. 曹瑤瑤.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[6]基于多目標(biāo)優(yōu)化的多電機伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)/控制一體化設(shè)計[D]. 劉天虬.北京理工大學(xué) 2016
[7]茶園離心撒肥裝置工作參數(shù)優(yōu)化與試驗研究[D]. 楊葉成.江蘇大學(xué) 2016
[8]肥料顆粒流摻混與時滯排肥模型及預(yù)測控制研究[D]. 劉勤華.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[9]單壟雙行自動補種式馬鈴薯播種機的設(shè)計[D]. 唐海軍.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[10]精準(zhǔn)播種環(huán)境下的油菜品質(zhì)預(yù)測[D]. 姜貴飛.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3159693