植保机喷杆位置测控系统设计与实现

发布时间：2021-05-21 06:12

　　随着现代农业的不断发展,人们对大型植保机的使用需求逐年增加,大型植保机的智能化发展成为了实现“精准农业”的关键因素。我国在大型植保机的智能化研究方面与西方发达国家存在较大差距。喷杆作为植保机械作业中主要的组成部分,性能影响着植保机的作业效率及喷洒效果。本论文在分析国内外大型植保机喷杆控制技术及智能化监测系统中发现,我国设计的喷杆位置控制系统控制精度不足,系统功能单一。为此,设计一种集多目标监测和控制于一体的植保机智能系统是非常有必要的。通过对大型植保机系统的需求分析,选取以喷杆位置、药液剩余量、喷嘴状态、喷雾压力为主要监测对象,对测控系统进行了总体设计,完成硬件选型和软件开发平台的选择。在硬件设计方面,采用以ARM-A8为核心控制器,并对外围辅助电路、CAN总线通信电路、LCD显示电路进行设计。在软件设计方面,选择以Linux为操作系统,QT为主要软件开发环境,分别对系统的显示功能、设置功能、报警功能、CAN总线通信、线程进行模块式开发。并根据喷杆执行机构液压伺服系统的特点,基于C++编程语言设计了模糊与PID切换智能控制算法,对其喷杆位置进行实时控制。在完成系统设计和开发后,将PC机... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容与论文结构
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 论文结构
第2章 需求分析与嵌入式系统理论
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 功能需求分析
        2.1.2 性能需求分析
    2.2 嵌入式系统理论
        2.2.1 嵌入式系统框架
        2.2.2 嵌入式处理器
        2.2.3 嵌入式操作系统
    2.3 本章小结
第3章 喷杆位置测控系统设计
    3.1 系统总体设计
        3.1.1 硬件选型
        3.1.2 软件开发平台选择
    3.2 硬件电路设计
        3.2.1 控制芯片及外围辅助电路设计
        3.2.2 CAN通信硬件设计
        3.2.3 LCD硬件设计
    3.3 软件设计
        3.3.1 软件开发环境的搭建
        3.3.2 主界面模块开发
        3.3.3 参数设置模块开发
        3.3.4 报警模块开发
        3.3.5 CAN通信软件模块开发
        3.3.6 线程设计
    3.4 本章小结
第4章 基于模糊PID的植保机喷杆位置控制策略设计
    4.1 模糊控制与PID控制原理
        4.1.1 模糊控制原理
        4.1.2 PID控制原理
    4.2 喷杆位置控制器设计
        4.2.1 控制器整体结构设计
        4.2.2 PID控制器设计
        4.2.3 模糊控制器设计
    4.3 本章小结
第5章 测试实验
    5.1 基于Linux测试平台搭建
        5.1.1 Uboot设置及Linux编译器安装
        5.1.2 设置交叉编译环境
    5.2 系统功能测试
        5.2.1 系统运行测试
        5.2.2 设置功能测试
        5.2.3 报警功能测试
    5.3 控制算法嵌入式实现
        5.3.1 喷杆模型
        5.3.2 实验结果分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]水田自走式喷雾机喷杆自动调平系统设计与试验[J]. 张盟,胡炼,可欣荣,唐灵茂,蒙世博,杜攀,周浩,贺静.  农机化研究. 2019(10)
[2]基于ABAQUS的喷雾机喷杆结构拓扑优化[J]. 乔白羽,丁素明,薛新宇,崔龙飞,顾伟,陈晨.  农机化研究. 2019(05)
[3]模糊控制算法在充绒机控制系统中的应用研究[J]. 李丽颖.  电子质量. 2018(01)
[4]计算机嵌入式操作系统分析[J]. 郭杰.  无线互联科技. 2017(08)
[5]双钟摆主被动悬架式大型喷雾机喷杆动力学仿真与试验[J]. 崔龙飞,薛新宇,丁素明,顾伟,陈晨,乐飞翔.  农业机械学报. 2017(02)
[6]基于CAN总线的农机导航控制系统终端的设计与实现[J]. 刘晓光,张亚靖,胡静涛,刘秀玲.  农机化研究. 2016(11)
[7]一种高度可智能调节的农业喷杆控制系统设计[J]. 王强,张文爱,王秀,王松林.  农机化研究. 2016(09)
[8]喷杆式喷雾机喷杆高度及平衡在线调控系统[J]. 魏新华,邵菁,缪丹丹,李林,解晓薇.  农业机械学报. 2015(08)
[9]喷雾机喷杆悬架系统的研究现状及发展[J]. 陈晨,薛新宇,顾伟,马立新.  中国农机化学报. 2015(03)
[10]变量喷雾技术研究进展分析[J]. 邱白晶,闫润,马靖,管贤平,欧鸣雄.  农业机械学报. 2015(03)

博士论文
[1]大型高地隙喷雾机喷杆悬架设计与控制方法研究[D]. 薛涛.中国农业大学 2018
[2]柔性桁架式喷杆系统设计及动态仿真研究[D]. 陈达.中国农业机械化科学研究院 2011

硕士论文
[1]基于ARM的空气质量监测系统的研究[D]. 单正翔.安徽理工大学 2017
[2]基于DSP+ARM的工业机器人控制系统设计与实现[D]. 李钟.杭州电子科技大学 2017
[3]基于多楔带传动的喷杆平衡控制研究[D]. 周海涯.江苏大学 2016
[4]基于准比例谐振控制的光伏并网逆变器的研制[D]. 曾晓生.华南理工大学 2012
[5]基于Qt的嵌入式Linux系统GUI的研究与实现[D]. 范朋.北京邮电大学 2011
[6]多功能测井系统研究[D]. 席浩.西安电子科技大学 2011



本文编号：3199197