冲量式谷物测产传感器及试验台研制

发布时间：2021-02-23 02:16

　　获取农田产量信息是“精准农业”的重要环节,其中,谷物流量传感器是测产系统的核心部件,但是,振动干扰噪声对冲量式流量传感器的影响显著。本文以约翰迪尔-3080A联合收割机为基础研制了测产试验平台。针对振动干扰对测产系统的影响,从试验台设计方案、流量传感器结构选择、数据处理方法等多方面进行了研究,主要研究成果及结论如下：（1）对约翰迪尔-3080A联合收割机进行拆装改造,搭建了测产试验台,能够最大限度地模拟收割机工作振动情况；试验台的外部给粮粮箱具有实时称重功能,能够为测产系统的标定提供准确数据；应用平行梁传感器设计了双平行梁和单平行梁结构的谷物流量传感器。（2）应用平行梁流量传感器、称重传感器、转速传感器、加速度传感器和数据采集卡等器件构建了数据采集系统；应用LAB VIEW软件完成了数据采集系统软件的设计和编程,实现了多路传感器信号的同步采集和存储等功能。（3）进行了双平行梁结构流量传感器振动干扰消除研究。提出了基于冲击频率谐波信号提取方法和基于LMS的自适应干扰对消算法,分别用于消除与冲击谐波频率重叠和非重叠的振动干扰噪声。试验结果表明,双平行梁流量传感器的最大相对误差小于1.6%,... 

【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 测产系统振动噪声消除方法的国内外研究现状
        1.2.1 振动噪声消除方法研究现状
        1.2.2 测产试验台设计现状
    1.3 研究内容和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 测产试验台研制
    2.1 平行梁冲量式流量传感器测量原理
    2.2 物理试验台设计
        2.2.1 试验台整体结构
        2.2.2 谷物流量传感器设计
        2.2.3 收割机升运器改装
            2.2.3.1 流量传感器安装架
            2.2.3.2 升运器进料斗
            2.2.3.3 升运器转速传感器
        2.2.4 给粮装置的设计
    2.3 数据采集系统设计
        2.3.1 数据采集系统硬件
        2.3.2 数据采集系统软件设计
    2.4 本章小结
第三章 双平行梁结构流量传感器振动干扰消除
    3.1 平行梁流量传感器测量原理
    3.2 双平行梁流量传感器数据处理方法
        3.2.1 双平行梁信号预处理
        3.2.2 谷物冲击频率谐波信号提取
        3.2.3 双平行梁信号自适应干扰对消
    3.3 预备试验
        3.3.1 称重传感器标定
        3.3.2 粮箱出粮口流量标定
    3.4 双平行梁流量传感器性能试验和结果分析
        3.4.1 数据采集和处理流程
        3.4.2 标定试验结果
        3.4.3 验证试验结果
    3.5 误差分析
    3.6 本章小结
第四章 单平行梁结构流量传感器振动干扰消除
    4.1 单平行梁流量传感器测量原理
    4.2 BP神经网络辨识原理
        4.2.1 BP神经网络简介
        4.2.2 动态BP神经网络系统辨识
    4.3 神经网络参数选择
        4.3.1 训练样本获取
        4.3.2 输入层神经元数确定
        4.3.3 隐含层神经元数确定
    4.4 单平行梁流量传感器性能试验和结果分析
        4.4.1 数据采集和处理方法
        4.4.2 标定试验结果
        4.4.3 验证试验结果
    4.5 本章小结
第五章 安装角度对流量传感器影响研究
    5.1 安装角度对双平行梁结构流量传感器的影响试验
        5.1.1 数据采集和处理
        5.1.2 试验结果与分析
            5.1.2.1 标定试验结果
            5.1.2.2 验证试验结果
    5.2 安装角度对单平行梁结构流量传感器的影响试验
        5.2.1 数据采集和处理
        5.2.2 试验结果与分析
            5.2.2.1 神经网络训练结果
            5.2.2.2 标定试验结果
            5.2.2.3 验证试验结果
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 主要创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]新型冲量式谷物联合收割机智能测产系统[J]. 刘成良,周俊,苑进,黄丹枫.  中国科学:信息科学. 2010(S1)
[2]强噪声环境下语音增强算法的比较研究[J]. 曹斌芳,李建奇,李婷.  噪声与振动控制. 2010(01)
[3]双板差分冲量式谷物流量传感器设计[J]. 胡均万,罗锡文,阮欢,陈树人,李耀明.  农业机械学报. 2009(04)
[4]谷物联合收割机测产系统研究现状与展望[J]. 陈树人,李耀明,张西良.  农业机械. 2008(08)
[5]平行梁冲量式谷物质量流量传感器信号处理方法[J]. 周俊,刘成良.  农业工程学报. 2008(01)
[6]平行梁冲量式谷物质量流量传感器弹性元件设计[J]. 周俊,刘成良.  农业工程学报. 2007(04)
[7]平行梁冲量式谷物质量流量传感器田间实验[J]. 周俊,苗玉彬,张凤传,刘成良.  农业机械学报. 2006(06)
[8]悬臂梁冲量式谷物质量流量传感器阻尼设计[J]. 周俊,周国祥,苗玉彬,刘成良.  农业机械学报. 2005(11)
[9]冲量式谷物流量传感器性能实验研究[J]. 陈树人,张文革,李相平,李民赞,黄季平.  农业机械学报. 2005(02)
[10]谷物产量监视器的试验研究[J]. 李鹏,张文革,王琦,李民赞.  农业网络信息. 2004(S1)

硕士论文
[1]冲量式谷物流量传感器研究[D]. 陈巡洲.上海交通大学 2009
[2]精确农业中产量监测系统的实验研究[D]. 臧荣克.东北农业大学 2002
[3]面向康拜因收获过程的谷物流量在线实时测量方法的研究[D]. 张惠莉.中国农业大学 2002



本文编号：3046866