氮素作為運動細胞不可缺少的生長因子,對作物增產(chǎn)具有特殊重要意義。不同生育時期作物對氮素營養(yǎng)需求有所不同,適當(dāng)?shù)臏p少基肥、種肥施用量,合理地追施氮肥對糧食作物產(chǎn)量和品質(zhì)形成起著十分積極的作用。變量施肥技術(shù)作為實施肥料合理按需投入的重要措施,可有效改善氮肥效應(yīng),增強作物生產(chǎn)活力,保證糧食生產(chǎn)安全。目前我國變量施肥技術(shù)研究主要集中在基于處方信息的小幅寬條播式施肥機械的設(shè)計與開發(fā),而對基于作物實時生長信息的在線控制施肥變量技術(shù)以及能夠保證高效追肥的離心撒肥裝備關(guān)鍵技術(shù)少有研究。因此,自主研制適用于我國南方水稻種植模式的變量撒肥裝備,在規(guī)�；�(jīng)營和機械化水平發(fā)達的糧食主產(chǎn)區(qū)推廣示范應(yīng)用,具有十分重要的社會意義。本文以南方稻麥輪作區(qū)水稻作物為研究對象,針對水稻生產(chǎn)農(nóng)機農(nóng)藝高度融合作業(yè)需求,基于大田面域作物光譜信息實時獲取、在線融合技術(shù),研制適用于規(guī)�；F(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植區(qū)的離心圓盤式水稻變量撒肥機,開發(fā)相耦合的智能化變量調(diào)控系統(tǒng)和交互軟件,開展系統(tǒng)的性能測試和田間試驗。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)研制了基于光譜傳感技術(shù)的雙圓盤離心式水稻變量撒肥機。設(shè)計了信息采集裝置、肥量調(diào)節(jié)裝置和肥料撒施裝置,通過G...

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 變量施肥技術(shù)與施肥方式
        1.2.1 變量施肥技術(shù)
        1.2.2 施肥方式
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的主要研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
    1.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第二章 變量撒肥系統(tǒng)總體方案與整機結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 設(shè)計目標與總體方案
    2.2 變量撤肥整機結(jié)構(gòu)
        2.2.1 結(jié)構(gòu)組成
        2.2.2 工作原理
    2.3 關(guān)鍵部件設(shè)計
        2.3.1 機架設(shè)計
        2.3.2 肥箱設(shè)計
        2.3.3 排肥裝置設(shè)計
        2.3.4 調(diào)節(jié)裝置設(shè)計
        2.3.5 撒肥裝置設(shè)計
        2.3.6 傳動系統(tǒng)設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 變量撒肥機控制系統(tǒng)研究
    3.1 變量系統(tǒng)目標與控制原理
    3.2 變量控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        3.2.1 電源與穩(wěn)壓模塊
        3.2.2 車載控制終端與人機交互模塊
        3.2.3 核心控制器模塊
        3.2.4 無線通信模塊
        3.2.5 驅(qū)動器模塊
        3.2.6 光譜檢測模塊
        3.2.7 傳感器模塊
            3.2.7.1 霍爾測速傳感器模塊
            3.2.7.2 旋轉(zhuǎn)編碼器測速模塊
            3.2.7.3 行程開關(guān)傳感器模塊
    3.3 變量控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
        3.3.1 變量控制系統(tǒng)下位機主程序
        3.3.2 光譜數(shù)據(jù)獲取子程序
        3.3.3 轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速獲取子程序
        3.3.4 步進電動機控制子程序
        3.3.5 數(shù)據(jù)存儲子程序
    3.4 車載終端控制軟件設(shè)計
        3.4.1 控制軟件主界面
        3.4.2 軟件智能控制界面
        3.4.3 軟件實時監(jiān)控界面
        3.4.4 軟件數(shù)據(jù)查詢界面
        3.4.5 軟件系統(tǒng)幫助界面
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 基于EDEM的撒肥裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能分析
    4.1 離散單元法基礎(chǔ)理論
        4.1.1 離散單元法基本思想
        4.1.2 離散單元法基本模型
        4.1.3 離散單元法基本步驟
    4.2 顆粒接觸力學(xué)特性參數(shù)
        4.2.1 肥料顆粒等效直徑測定
        4.2.2 肥料顆粒密度測定
        4.2.3 肥料顆粒剛度系數(shù)測定
        4.2.4 肥料顆粒摩擦系數(shù)測定
        4.2.5 碰撞恢復(fù)系數(shù)測定
    4.3 肥料顆粒運動特性分析
        4.3.1 顆粒從動運動特性分析
        4.3.2 顆粒主動運動特性分析
    4.4 仿真模型建立與試驗設(shè)計
        4.4.1 仿真模型的建立
        4.4.2 接觸模型與顆粒工廠
        4.4.3 全局參數(shù)設(shè)置
        4.4.4 仿真試驗設(shè)計
    4.5 試驗結(jié)果分析與參數(shù)優(yōu)化
        4.5.1 仿真試驗結(jié)果與方差分析
        4.5.2 單因素效應(yīng)分析
        4.5.3 響應(yīng)曲面分析與優(yōu)化
    4.6 撒肥顆粒分布與性能分析
        4.6.1 仿真性能試驗設(shè)計
        4.6.2 撤肥顆粒分布形式
        4.6.3 性能分布試驗結(jié)果與分析
            4.6.3.1 葉片傾角對撤肥性能分布的影響
            4.6.3.2 撤肥高度對撒肥性能分布的影響
            4.6.3.3 排肥流量對撒肥性能分布的影響
            4.6.3.4 圓盤轉(zhuǎn)速對撒肥性能分布的影響
    4.7 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 變量撒肥機施肥模型分析與撒肥策略研究
    5.1 變量施肥模型分析
        5.1.1 系統(tǒng)排肥流量一致性驗證
        5.1.2 光譜采樣頻率合理性優(yōu)化
        5.1.3 變量施肥模型適用性修正
    5.2 撒肥策略研究
        5.2.1 試驗材料與方法
        5.2.2 排肥流量控制策略分析
        5.2.3 圓盤轉(zhuǎn)速控制策略分析
    5.3 撒肥量模型建立
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 撒肥機肥量調(diào)節(jié)機構(gòu)系統(tǒng)響應(yīng)分析
    6.1 變量執(zhí)行機構(gòu)運動分析
        6.1.1 齒輪齒條機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置分析
        6.1.2 電動推桿調(diào)節(jié)裝置分析
        6.1.3 絲桿滑塊機構(gòu)調(diào)節(jié)裝置分析
        6.1.4 變量裝置撒肥數(shù)學(xué)模型
    6.2 變量調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應(yīng)分析
    6.3 變量執(zhí)行系統(tǒng)響應(yīng)試驗
        6.3.1 試驗條件與方法
        6.3.2 試驗結(jié)果與分析
    6.4 田間試驗驗證
    6.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第七章 變量撒肥機相關(guān)性能驗證與田間試驗
    7.1 撒肥裝置結(jié)構(gòu)性能驗證試驗
    7.2 撒肥裝置工作性能驗證試驗
    7.3 撒肥機撒肥量模型驗證試驗
    7.4 撒肥機田間撒肥作業(yè)性能試驗
        7.4.1 試驗方案設(shè)計
        7.4.2 試驗結(jié)果與分析
        7.4.3 田間撒肥試驗分析
    7.5 撒肥機變量撒肥效果驗證試驗
        7.5.1 撒肥機撒肥精度性能驗證
        7.5.2 水稻作物長勢群體結(jié)構(gòu)成效
    7.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 主要研究結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 后續(xù)研究建議
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文和專利
致謝



本文編號：3855563