电控玉米排种器的设计与试验

发布时间：2020-07-13 08:38

【摘要】：采用电子技术的自动控制系统在精密播种行业的应用已经变得越来越广泛。国内对于这方面的研究相比国外落后很多,但是经过这些年的不断努力,也取得了一定的成果。其余有关精密播种方面的研究大部分与排种器的结构设计和优化关键部件参数有关,且也取得了一定的成果,但是并未解决由地轮打滑等造成的漏播现象的发生;并且对于漏播、重播和故障报警等方面的监测是我国关于控制系统研究的主要内容,但是,其中关于播种系统的研究中很多对于拖拉机作业速度的测量也是建立在地轮的基础上,并没有从根本上解决地轮打滑的问题。针对存在的问题,该文以STM32控制器为控制核心,应用雷达测速仪检测机具作业速度,采用无刷直流电机为排种器提供动力,使得排种器转速与机具作业速度同步,提高排种精度,且实现株距易调节等功能。具体研究内容如下:(1)分析讨论垂直勺轮式排种器的关键结构参数和作业参数;应用EDEM软件对其进行离散元仿真分析,模拟了不同排种过程,得出在递种起始角为2°、11°或20°时,排种效果最佳的排种器转速为min/46.26 r;在递种起始角为29°和38°,排种器转速为min/02.34 r时排种效果最佳,为勺轮式排种器的研究提供一定的参考,也为控制系统的田间试验提供一定的对比。(2)分析影响播种质量的主要因素:地轮打滑、排种器类型和投种高度,并针对每一因素提出相应的解决措施,最后提出总体设计方案。(3)依据(2)中提出的总体设计方案,对控制系统进行了硬件和软件两部分设计。硬件设计主要从五块内容进行分析:数据采集模块、执行机构控制模块、人机交互模块、电源与信号调理模块和硬件抗干扰技术;软件设计主要从主程序和子程序两部分进行研究分析,每一部分又分别从控制流程图和程序主代码进行设计分析。(4)对控制系统进行田间试验,结果表明:当拖拉机行驶于稳定阶段时,平均误差的最大值为8.02%,最小值为2.23%,控制精度高;中高速行驶作业时稳定性最好,最小误差为0,最大误差为6.42%;不同递种起始角下的合格指数和变异系数均在低速、中高速和由低到高三种行驶工况下效果最好,其中合格指数≥87.9%,变异系数≤0.42;而在高速行驶工况下,合格指数和株距变异系数变化差异较大,播种效果较差。与非控制系统下的试验台试验相比,控制系统较传统的由地轮作为驱动力的播种机提高了播种质量,方便了株距调节。
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S223.2
【图文】：

技术路线

玉米种子离散化模型

几何体仿真模型

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本文编号：2753214