夹持式成批自动取苗机构控制系统的设计研究

发布时间：2020-06-14 12:56

【摘要】：目前国内对穴盘苗移栽机全自动化的研究尚处于实验阶段，无论是移栽精度、可靠性还是智能化程度都无法满足高效率移栽的要求。而自动取苗机构控制能力的高低，将直接影响移栽机的移栽速率和质量。相较于人工移栽以及半自动化移栽机工作过程中人工取苗存在的问题，本文针对一种新型的夹持式穴盘苗成批取苗机构，研究设计了其自动控制系统，主要包括以下内容： （1）结合夹持式成批取苗机构的工作过程及作业环境，确定了取苗动作顺序。为了满足运动过程动作要求，对各运动部分配置动力驱动系统。其中喂苗传送带动力系统采用步进电机进行驱动，取苗夹持装置及其它运动机构动力系统选择采用气压控制作为驱动方式。 （2）鉴于自动取苗机构中关键运动精确定位的重要性，提出采用S形曲线来实现步进电机的升降速。对气缸输送的精度定位，提出采用电—气比例阀控缸系统，通过对伺服系统的元件选型，数学模型的建立。结合自适应PID定位控制器，建立该控缸系统的传递函数。并在Simulink中进行单位阶跃、正弦信号响应的仿真实验。结果表明采用自适应PID控制算法能够满足夹持装置定位精度要求以及改善系统的抗干扰性。 （3）以STC89C52RC单片机作为自动取苗机构控制系统的核心控制器，结合模块化设计思想，对该控制系统的硬件电路进行设计，对各模块所需元件进行对比选型，根据各元件功能分配引脚并设计硬件电路。采用隔离屏蔽、接地等措施提高硬件抗干扰能力，并对控制系统的PCB进行合理设计及布线。 （4）对取苗机构控制系统的软件部分进行了研究设计。以控制系统硬件电路为基础，采用C51编程语言，运用模块化设计思想，将软件部分分为控制量输出程序、信号采集程序、人机交互程序这三个独立的模块，并结合主程序组成完整的控制系统软件程序。采用软件冗余、软件陷阱等技术提高了控制系统的软件抗干扰能力。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S223.9

【参考文献】

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本文编号：2712813