水稻直播机播量控制系统设计与试验

发布时间：2020-07-12 14:52

【摘要】：水稻播种是保证水稻产量最重要的环节,播种作业质量对水稻的产量有很大影响,其中影响播种作业质量的关键因素之一是播量。目前,大部分水稻直播机播量的调节主要依靠调节齿轮或者减速器来实现。这种播种调节方式,播量调节范围比较小,调节困难且不适合高速作业,难以保证播种作业质量。本文是在调研农场和个体农户的基础上,查阅了大量国内外文献和有关水稻播种机的手册,研究设计了一套以PLC为核心的水稻直播机播量控制系统,通过建立水稻直播机前进速度与步进电机转速之间的随动模型,达到调节播量的目的,从而实现精量播种。本系统设置的触摸屏显示界面,可以根据需要调节脉冲数目(磁铁数目)水稻直播机车轮直径、播种机的幅宽以及播量参数进行设置。显示界面还可以实时显示记录播种作业的开始时间、结束时间、水稻直播机前进距离以及播种面积等参数,并且可以将数据实时下载到U盘上,从而实现存储。设计的水稻直播机播量控制系统首先在排种器试验台进行了试验,试验首先通过对常规水稻品种(淮稻5号)播量进行了标定,然后验证了种床带在不同前进速度下播量的误差,并进行了播种均匀性试验,最后将控制系统安装到电气试验台上,检测其工作的稳定性。本研究主要完成如下研究成果：(1)完成整个水稻直播机播量控制系统的设计,该系统主要由测速模块和驱动模块组成。控制系统的核心部分布置在控制箱中,增加了系统的抗干扰能力,避免了田间作业各种外部因素的影响。(2)设计的触摸屏界面可以方便对整个系统进行控制,操作简单。控制系统中建立了播量、水稻直播机前进速度与步进电机转速的数学模型,试验证明了模型的可行性。(3)控制系统在排种器试验台进行了试验,成功完成了目标亩播量值,最大误差率为4.09%(误差在5%以内都算精量播种),实现了对常规稻的精量播种的目标,而且播种均匀性变异系数最大为13.09%(低于变异系数值40%),符合农业生产标准。(4)控制系统进行了电气试验台的试验,经过试验证明,该系统在扭矩为10-25N·m运行稳定。综上所述,所开发的水稻直播机播量控制系统解决了目前靠齿轮或减速器调节播量的问题。该控制系统不仅能够对播量进行精准控制,而且实现人机界面的交互,系统的稳定性良好,可以运用到田间作业中去。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S223.2

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本文编号：2752116