谷物联合收获机产量传感器的精度研究及田间实验

发布时间：2020-06-27 23:24

【摘要】：农田产量信息获取是精确农业的重要环节。本文针对测产系统,以常发CF703履带式小型联合收割机为基础进行实验平台的研制,并利用软件完成测产系统的报文解析、信号处理、收获面积的计算以及产量分布图的实时显示,并进行田间实验,分析不同地块的测产实验结果,主要研究内容如下:(1)搭建测产系统实验平台,进行了从平行梁传感器、数字变送器、嵌入式工控机、触摸屏以及GPS装置的设计与安装,并且利用VC++进行对测产信号和GPS定位信号进行报文解析,获取测产的数字信号值和收获机械的位置信息,并且利用多种消除噪声振动干扰算法进行测产数字信号的处理,并且进行上位机的MFC界面的设计,用来进行GPS差分系统控制、产量标定、地块号输入以及状态信息显示等。(2)为了能够提高测产精度,在进行空载试验的情况下,利用不同工况比较自适应对消算法和基于动态参数校正的ANC算法的输出信号以及数字信号均值,可知基于动态参数校正的ANC算法更优越,噪声去除效果更佳。同时研究FIR低通滤波的不同截止频率对除噪效果的影响,进行降低截止频率试验,比较不同的截止频率的输出信号以及数字信号均值,得出适合本实验平台的截止频率为40Hz。(3)进行产量标定实验,获取该地块的标定系数,对1116号、1117号以及1118号这三块地块进行测产实验,实现了其产量分布图的实时绘制,经过实验对比和研究表明,1116号地块产量最高,其测产精度最高,实时亩产量的跳动幅度也最小,实际的测量误差最大不超过3.9%,而1117号和1118号产量较为接近,精度相对偏低,跳动幅度也相对偏大,测量误差在7.4%以内,并且发现实时亩产量的跳动幅度偏大和收获机械的出粮口结构有关。(4)进行收获面积测量的研究,采用基于动态系数修正的累加法和不规则多边形坐标法相结合计算收获面积,进而得到该收获地块的面积,在进行测产实验的过程中同时进行面积测量实验,得到的收获面积测量误差基本保持在l0%以内。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP212;S225.3
【图文】：

技术路线图,技术路线,数字变送器

逑１．３．２技术路线逡逑本课题的研究技术路线如图１－１所示。逦逡逑逦邋粮食流冲击冲击板邋逦逡逑逦逦邋逦ｊ逦逡逑冲击梁获取电信号逦参考梁获取电信号逡逑逦ｊ逦邋邋ｊ逦逡逑数字变送器逦数字变送器逡逑逦ｊ逦邋邋ｊ逦逡逑信号解析和ＦＩＲ滤波逦信号解析和ＦＩＲ滤波逡逑逦ｆ逦邋邋Ｊ逦逡逑动态参数校正逦动态参数校正逡逑￣１邋■邋１邋＂逡逑１邋，逦，逡逑逦逦｜采用基于ＬＭＳ的自适应噪声抵消逦进行标定实验，逡逑建立ＧＰＳ基站和移动站逦（ＡＮＣ）算法，减少振动影响逦与实际产量建立标定关系逡逑逦ｕ逦邋逦｜逦邋逦Ｊ逦逡逑采用ＧＰＳ差分系统获取实逦编辑ＭＦＣ用户控制界面＾逦计算；标手、．数逡逑时位置，计算单位面积逦标定后得到每秒的产量逦丨逦”逡逑逦］邋［逦邋逦］［逦逡逑基于动态系数修正累加法逦｜计算实时亩产量，实时显示产逡逑不规则多边形坐标法逦

示意图,信号采集装置,显示装置,实验平台

小型谷物联合收割机，整机外形尺寸为５１１５＊２８１３＊２３００ｍｍ，额定功率７５ｋ＼Ｖ，作此逡逑基础上，设计安装显示装置，控制装置，信号采集装置和ＧＰＳ定位装置，实验平台的逡逑总体装置设计如图２－１。主要进行合适的出粮口设计，安装平行梁传感器，数字变送逡逑器，嵌入式工控机和１０．４寸工业触摸屏等设计，建立ＧＰＳ基站，同时在收割机上安逡逑装ＧＰＳ移动站，建立ＧＰＳ差分系统，完成收获机械工作时的实时定位。逡逑ＨＨ逡逑图２－１实验平台硬件示意图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｐｌａｔｆｏｒｍ邋ｈａｒｄｗａｒｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ逡逑１．显示装置２．控制装置３．信号采集装置４．ＧＰＳ定位装Ｍ逡逑实验平台的主要装置有显示装置、控制装]、彳ｒ；号采集和ｇｐｓ定位装ａ，邋ｖ承装逡逑置主要为１０．４寸工业触摸屏，安装在操纵杆前方，如图２－２所小拉制装贾安装／Ｉ：操逡逑纵杆后方，集成在控制盒里，控制盒ｉｌｉ主要钮括嵌入艾Ｉ：控机，稳川电源和各种接线逡逑５逡逑

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