我國是世界第一糧食生產(chǎn)大國和第一糧食消費(fèi)大國。近年來隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展,谷物的生產(chǎn)效率和產(chǎn)量都有顯著提升。收獲作業(yè)作為生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),其過程中的損失是生產(chǎn)中最直接的經(jīng)濟(jì)損失,故檢測收獲機(jī)械的谷物損失對提高收獲作業(yè)質(zhì)量、降低經(jīng)濟(jì)損失都具有重要意義,谷物損失檢測中的關(guān)鍵部件是顆粒碰撞傳感器,國內(nèi)外的眾多學(xué)者都為研發(fā)具有更高的靈敏度、響應(yīng)速度、檢測飽和容量和抗干擾性能的顆粒碰撞傳感器而不懈努力。近年來的顆粒碰撞傳感器更多采用PVDF壓電薄膜為新材料,陣列式為新結(jié)構(gòu),使其能夠擁有更大飽和容量和獲取碰撞位置信息,以期提高傳感器的響應(yīng)性能。本文創(chuàng)新提出一種基于PVDF壓電薄膜的雙層十字交叉結(jié)構(gòu)的顆粒碰撞傳感器,可以通過雙層傳感單元的同時(shí)響應(yīng),在提高飽和容量和獲取碰撞位置信息的同時(shí),對同時(shí)碰撞的顆粒進(jìn)行區(qū)分。本文為設(shè)計(jì)性能更優(yōu)良的顆粒碰撞傳感器提供了新思路,為多層碰撞傳感器響應(yīng)性能的研究提供了有效方法。本文的主要研究內(nèi)容和成果如下:（1）設(shè)計(jì)了基于PVDF壓電薄膜的雙層十字交叉結(jié)構(gòu)的顆粒碰撞傳感器,闡述其工作原理,并借助有限元仿真軟件分析了傳感單元尺寸與響應(yīng)性能間的關(guān)系,優(yōu)化其尺寸和結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
縮寫、符號清單、術(shù)語表
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
        1.1.1 我國谷物的生產(chǎn)及自動(dòng)化收獲現(xiàn)狀
        1.1.2 谷物損失檢測的意義
        1.1.3 谷物損失檢測方法
    1.2 基于壓電原理的顆粒碰撞傳感器的國內(nèi)外研究進(jìn)展及趨勢
        1.2.1 國外研究進(jìn)展
        1.2.2 國內(nèi)研究進(jìn)展
        1.2.3 研究發(fā)展趨勢
    1.3 研究目標(biāo)、內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究主要內(nèi)容
        1.3.3 技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
第二章 顆粒碰撞傳感器設(shè)計(jì)與仿真
    2.1 基于PVDF壓電薄膜的雙層傳感器設(shè)計(jì)
        2.1.1 基于PVDF壓電薄膜的雙層傳感器設(shè)計(jì)依據(jù)
        2.1.2 雙層十字交叉型傳感器結(jié)構(gòu)
    2.2 雙層十字交叉型傳感器工作原理
    2.3 單片傳感單元模態(tài)仿真分析
        2.3.1 模態(tài)仿真過程
        2.3.2 模態(tài)仿真結(jié)果
    2.4 雙片十字交叉?zhèn)鞲袉卧矐B(tài)仿真分析
        2.4.1 瞬態(tài)仿真過程
        2.4.2 瞬態(tài)仿真結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
第三章 顆粒碰撞傳感器及其實(shí)驗(yàn)裝置研制
    3.1 顆粒碰撞傳感器研制
        3.1.1 傳感單元介紹及其一致性測評
        3.1.2 顆粒碰撞傳感器制作
    3.2 顆粒碰撞實(shí)驗(yàn)臺研制
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)臺運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 攝像組件設(shè)計(jì)
    3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)臺控制系統(tǒng)研制
        3.3.1 傳感器的信號采集系統(tǒng)
        3.3.2 基于STM8單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)臺控制系統(tǒng)
        3.3.3 基于LabVIEW的實(shí)驗(yàn)控制臺與信號顯示軟件
    3.4 傳感器性能實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)顆粒選擇
        3.4.2 傳感器性能碰撞實(shí)驗(yàn)流程
    3.5 信號優(yōu)化及碰撞特征提取方法
        3.5.1 信號的分析及優(yōu)化
        3.5.2 碰撞信號的特征提取方法
    3.6 本章小結(jié)
第四章 顆粒碰撞傳感器的響應(yīng)特性研究
    4.1 傳感器的響應(yīng)理論分析
        4.1.1 振動(dòng)響應(yīng)分析
        4.1.2 碰撞能量分析
    4.2 傳感器響應(yīng)特性研究
        4.2.1 重復(fù)性
        4.2.2 信噪比
        4.2.3 檢測飽和容量
        4.2.4 固有頻率
    4.3 上、下層傳感單元間響應(yīng)關(guān)系研究
        4.3.1 響應(yīng)幅值關(guān)系
        4.3.2 響應(yīng)時(shí)間關(guān)系
    4.4 影響傳感器響應(yīng)的因素分析
    4.5 實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果的比對與驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第五章 碰撞信號的識別與計(jì)數(shù)方法研究
    5.1 基于多傳感器融合的信號處理方法
        5.1.1 多傳感器融合理論介紹
        5.1.2 多傳感器融合系統(tǒng)的應(yīng)用及現(xiàn)狀
        5.1.3 多傳感單元間的數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)
    5.2 連續(xù)碰撞多顆粒的識別與計(jì)數(shù)
    5.3 同時(shí)碰撞的雙顆粒識別與計(jì)數(shù)
        5.3.1 橫、縱坐標(biāo)均不同的雙顆粒碰撞
        5.3.2 單一坐標(biāo)相同的雙顆粒碰撞
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 進(jìn)一步研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 傳感器各位置碰撞響應(yīng)頻譜圖
附錄B 不同高度碰撞下傳感器各個(gè)位置上、下層響應(yīng)最大振幅
個(gè)人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)概述[J]. 張延龍,王俊勇.  艦船電子工程. 2013(02)
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博士論文
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碩士論文
[1]多傳感器信息融合及其應(yīng)用研究[D]. 張志.西安電子科技大學(xué) 2017
[2]基于PVDF的三維觸覺/熱覺傳感器的設(shè)計(jì)與仿真[D]. 謝娜.重慶大學(xué) 2014
[3]基于Arm9-Linux嵌入式系統(tǒng)的聯(lián)合收割機(jī)信息處理平臺的研究[D]. 張?zhí)?江蘇大學(xué) 2009



本文編號：3433030