油菜直播机精量排种器气力系统负压特性及其控制策略研究

发布时间：2020-06-22 13:30

【摘要】：油菜是我国主要油料作物,种植机械化对其产业持续稳定发展有着重要意义。本课题针对2BFQ系列油菜精量联合直播机精量排种器气力系统在实际生产作业时受负载的变化、地表特征等要素的影响,难以保证排种器负压处于理想工况的现实问题,开展油菜直播机精量排种器气力系统负压特性及其风机参数匹配设计与试验研究,提出了一种稳压控制策略及其配套系统。主要研究内容如下:(1)精量排种器气力系统负压特性分析。开展油菜直播机精量排种器气力系统负压特性试验研究,明确系统结构和工作参数对排种器气室负压的影响规律。研究结果表明:单个排种器气室周向不同测量点负压平均值差异不显著,变异系数在1.32%以内,气室负压分布均匀性好,与仿真研究结果一致;排种盘转速对气室负压平均值影响不显著,排种器气室负压波动周期与排种盘转过一周的时间相同,排种盘转速越快气室负压的波动频率越大;排种器气室负压绝对值随排种器数量增多而递减,随风机额定功率、风机转速增大而增大。(2)风机参数匹配建模。借助1stOpt软件,建立了2BFQ系列直播机的排种器数量、风机最大风量与排种器负压间的风机选型模型,由该模型确定设定排种器数量的风机额定功率选取范围,模型决定系数为0.99、验证相对误差在-8.23%~6.62%以内;并构建了排种器负压与排种器数量、风机额定功率、风机转速关系模型,决定系数在0.92以上,通过该模型确定设定排种器数量所选风机的工作转速,模型验证相对误差在-6.12%~8.25%以内。台架与田间验证试验表明所构建的精量排种器气力系统风机参数匹配数学模型及求解可应用于2BFQ系列油菜精量直播机精量排种器气力系统的设计和参数的确定。(3)田间作业时风机转速测试与分析。直播机田间作业时,拖拉机同一档位及不同档位下风机转速变化范围为2340~3000 r/min,同一作业过程中风机转速波动变异系数在4.38%以内,不同作业过程风机转速波动变异系数在9.20%以内;存在风机转速较高时排种器气压绝对值偏大,使重播指数快速上升、合格指数快速下降降低播种质量问题。(4)稳压控制策略设计与分析。提出了一种稳压控制策略及其配套系统,用于调节直播机精量排种器气力系统气压使其在要求范围内,同时稳压控制系统能通过释压降低风机工作载荷提高其使用寿命。结果表明,风机在转速范围内工作,稳压控制系统能将排种器负压、正压偏差率分别降低109.67%、44.5%,使其保持在直播机作业要求范围内,排种量变异系数减小2.68%,该控制系统可有效解决排种器气压绝对值偏高问题、提高排种稳定性,且调压响应性及稳定性较好。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S223.2

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本文编号：2725740