水稻集排式排种器智能化控制系统关键技术研究

发布时间：2020-06-18 15:25

【摘要】：水稻种植是其生产过程中的重要环节,其种植质量的好坏,将直接影响到其出苗、分蘖和生长,进一步影响水稻生产的经济效益。通过在农场调研和查阅相关文献发现,市场上现有的精量水稻直播机多数采用机械式播量可调装置,播量在一定范围内实现调节,易存在排量不稳定、播量调节精度不高等问题,造成播种不均匀,使得播种效果与预期相差较大,甚至会造成大量减产,不能完全满足农艺播种要求。因此,这就需要我们研制更加先进的播量可调式水稻精量播种机。本文在查阅大量国内外参考文献和实地农场农户调研的基础上,设计了一套基于播量控制模型的水稻精量播种控制系统。本文通过试验研究,建立了水稻播量与其关键影响因素(稻种含水率、排种轮转速n、种层高度h)间的数学模型,基于模型开发了播量调控系统,实现播量精准调节,达到精量播种的目的。本系统通过触摸屏实现人机交互,可进行稻种类型、亩播量和含水率选择设定。工作时,触摸屏界面实时显示播种机前进速度v、排种轮转速n、种层高度h、已播种面积s和行进距离l。本研究主要包括以下内容:(1)完成整个基于播量控制模型的水稻精量播种控制系统设计。该系统主要包括主控制器、电源转换模块、数据采集模块、执行模块和参数显示模块。田间工作时,该系统的线路会集中安装在一个控制柜中,增强系统稳定性,避免田间复杂环境带来的影响。(2)建立水稻播量控制模型。设计室内台架排种试验,分析稻种含水率、排种轮转速n及种层高度h对水稻排种器单圈排量q的影响情况,并建立播量控制随动模型。(3)设计触摸屏人机交互界面。可随时控制系统运停,便于操作人员实时掌握控制系统运行情况。实时显示播种机前进速度v、排种轮转速n、种层高度h、已播种面积s和行进距离l运行信息。(4)控制系统台架试验。搭建软硬件系统平台,包括PLC控制器、霍尔测速和超声波测距传感器、触摸屏已及执行电机的选型与设计,设计硬件原理图,进行软硬件系统调试。试验证明,控制系统运行稳定,实现播量精准调节。本研究建立了多因素影响下的水稻播量控制模型,将其作为控制系统核心部分,测速和测距传感器实时检测机车前进速度及种层高度,根据控制模型实时控制播种量,从而达到精确播种的效果。为智能化大型水稻精量直播机的研制提供理论依据。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S223.2
【图文】：

图 1-1 枪管式水稻半精量直播机Fig.1-1 The gun barrel rice semi-precision broadcasting machine研制装备有“精准农业”系统的 Maxemerge planters 系列高精密播种。“精准农业”是将各种先进技术融合一体的新球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感系统相实现变量播种和施肥（许剑平等，2008）。“精准农业”为广泛的新型农业管理技术，对现代农业的发展起着决定 ST820 型变量施肥播种机，如下图 1-2 所示。该播种机采置实现精量可调节式播种目的。该机器播种作业幅宽 16.1同时完成种子和肥料的变量作业。该机种肥同施，即种肥变量播种（段洁利，2011）。

图 1-1 枪管式水稻半精量直播机Fig.1-1 The gun barrel rice semi-precision broadcasting machine研制装备有“精准农业”系统的 Maxemerge planters 系列高精密播种。“精准农业”是将各种先进技术融合一体的新球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感系统相实现变量播种和施肥（许剑平等，2008）。“精准农业”为广泛的新型农业管理技术，对现代农业的发展起着决定 ST820 型变量施肥播种机，如下图 1-2 所示。该播种机采置实现精量可调节式播种目的。该机器播种作业幅宽 16.1同时完成种子和肥料的变量作业。该机种肥同施，即种肥变量播种（段洁利，2011）。

【参考文献】

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5 丛锦玲;廖庆喜;曹秀英;廖宜涛;余佳佳;王磊;;油菜小麦兼用排种盘的排种器充种性能[J];农业工程学报;2014年08期

6 余佳佳;丁幼春;廖宜涛;丛锦玲;廖庆喜;;基于高速摄像的气力式油菜精量排种器投种轨迹分析[J];华中农业大学学报;2014年03期

7 李洪昌;高芳;赵湛;刘伟;;国内外精密排种器研究现状与发展趋势[J];中国农机化学报;2014年02期

8 苏柏元;陈惠哲;朱德峰;;水稻直播栽培技术发展现状及对策[J];农业科技通讯;2014年01期

9 祁兵;张东兴;崔涛;;中央集排气送式玉米精量排种器设计与试验[J];农业工程学报;2013年18期

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本文编号：2719460