联合收割机多功能一体化操控手柄控制装置的研制
发布时间：2021-04-02 13:03
由于农业现代化进程不断地加快以及国内外联合收割机机型差距明显,人们对联合收割机性能的要求在不断提高,联合收割机的改进势在必行。目前,国产机型的电子技术应用水平与自动化程度还很低,作业人员需要根据经验调节多个操纵杆以及机械结构来控制机器的作业部件,过程繁琐且危险系数高。本文设计一种联合收割机多功能一体化操控手柄控制装置,仅需要操控手柄以及按键就可以达到控制工作部件的目的,减轻作业人员的劳动强度,提高作业时的安全性,在改进联合收割机的操控性方面具有重要的意义。本文通过分析联合收割机传统操控方式的弊端,选取了割台、拨禾轮、粮仓、鱼鳞筛、前进速度、风机调风板作为控制对象。对控制部件的操纵杆与机械结构进行改造;以嵌入式ARM S3C2440A处理器为硬件平台对控制装置进行电路设计;以Linux操作系统为软件平台进行控制装置的程序开发。选择带自复位按键的操控手柄以及自锁拨钮按键控制执行机构,自复位按键设计有长按与短按模式来实现相关部件不同的控制效果。系统按键众多,为节约软硬件资源,设计了按键的硬件接口方法以及提出了基于有限状态机（FSM）的嵌入式系统按键驱动程序设计方法。为了提高控制系统的自动化程...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及目的意义
1.2 操控手柄控制装置的概述与研究现状
1.2.1 操控手柄控制装置的概述
1.2.2 国外联合收割机控制装置的研究现状
1.2.3 国内联合收割机控制装置的研究现状
1.3 本文的主要研究内容、技术路线以及预期效果
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 操控手柄控制装置的预期效果
第二章 操控手柄控制装置的总体方案与功能设计
2.1 控制装置设计的可行性分析
2.1.1 收割机部件传统调节方式及其弊端
2.1.2 控制对象选择的依据
2.2 操控手柄控制装置的总体设计方案
2.3 操控手柄控制装置的功能设计
2.4 本章小结
第三章 操控手柄控制装置的硬件设计
3.1 处理器的选择与电路设计
3.1.1 处理器的选择依据
3.1.2 S3C2440A核心电路的设计
3.2 按键的选择与接口设计
3.3 操纵杆的改造与控制
3.4 鱼鳞筛调节机构的设计与控制
3.5 液压系统的控制
3.6 被控部件状态参数的获取
3.6.1 转速信号的采集
3.6.2 位移信号的采集
3.6.3 粮仓储量信号的采集
3.7 硬件电路保护及抗干扰设计
3.8 本章小结
第四章 操控手柄控制装置的软件设计
4.1 控制装置主程序的开发
4.2 嵌入式操作系统平台的构建
4.2.1 建立交叉编译环境
4.2.2 Bootloader的移植
4.2.3 Linux内核的剪裁与移植
4.2.4 制作根文件系统
4.3 按键程序设计方法
4.3.1 有限状态机的基本原理
4.3.2 基于有限状态机的按键程序设计方法
4.4 其他部分外设的程序设计方法
4.4.1 转速测量的程序设计方法
4.4.2 模拟量信号采集的程序设计方法
4.4.3 步进电机的程序设计方法
4.4.4 S3C2440A PWM的设置方法
4.5 系统控制策略的选择及功能模式的实现
4.5.1 PID控制策略
4.5.2 常规作业模式、安全休业模式的软件设计
4.5.3 实时作业模式的软件设计
4.6 本章小结
第五章 操控手柄控制装置的调试与试验
5.1 控制装置的实验室调试
5.2 控制装置的装机调试
5.2.1 工作部件的设定值的确定
5.2.2 位移传感器的标定
5.2.3 PID参数的整定与控制效果仿真
5.2.4 部件的控制效果验证
5.3 田间实验
5.3.1 三种功能模式的田间实验效果
5.3.2 卸粮报警试验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]风筛选式油菜联合收割机清选机构参数优化与试验[J]. 张敏,金诚谦,梁苏宁,汤庆,吴崇友. 农业工程学报. 2015(24)
[2]嵌入式Linux系统移植[J]. 路青起,席丹丹. 国外电子测量技术. 2014(12)
[3]基于STM32的PWM电液比例阀控系统的设计[J]. 龙泽明,张红岩,张保军,李昊宇,关宝金. 中国科技信息. 2014(22)
[4]联合收获机前进速度的模型参考模糊自适应控制系统[J]. 陈进,宁小波,李耀明,杨广进,吴培. 农业机械学报. 2014(10)
[5]对“十三五”我国农业机械化发展的思考[J]. 白人朴. 农村牧区机械化. 2014(04)
[6]对“十三五”我国农机化发展的思考[J]. 白人朴. 农机科技推广. 2014(08)
[7]基于称重法的收割机谷物测产方法的研究[J]. 李长占,祁广云,黄操军. 农机化研究. 2014(03)
[8]谷物联合收割机测产技术发展现状与展望[J]. 王志海,王沛东,孟志军,付卫强. 农机化研究. 2014(01)
[9]基于嵌入式系统的按键接口设计技术研究[J]. 曾立志. 软件. 2013(07)
[10]基于有限状态机的STM32系统按键识别方法[J]. 唐飞,查长礼. 长春工业大学学报(自然科学版). 2013(02)
博士论文
[1]风筛式清选装置设计理论与方法研究[D]. 李骅.南京农业大学 2012
硕士论文
[1]电驱动联合收割机智能控制系统的研究[D]. 蒋瑞锋.西北农林科技大学 2015
[2]电液比例阀PWM驱动关键技术研究及应用[D]. 郑海婷.中国矿业大学 2014
[3]数字式比例阀控制器及其PID参数整定研究[D]. 张璐璐.浙江大学 2014
[4]座椅电动缸伺服控制系统的设计[D]. 韩丽洁.中国计量学院 2014
[5]基于ARM的联合收割机信息处理系统设计开发[D]. 王留锋.哈尔滨工业大学 2013
[6]基于ARM9的嵌入式Linux系统移植与驱动开发[D]. 聂和平.南京邮电大学 2013
[7]基于ARM的挖掘机嵌入式控制系统研究与设计[D]. 李强.中南大学 2012
[8]基于ARM的嵌入式数控系统硬件平台设计[D]. 冯健.华中科技大学 2012
[9]基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D]. 王立飞.华中农业大学 2010
[10]基于ARM的移动机器人控制系统设计[D]. 张振华.南京理工大学 2010
本文编号：3115324
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及目的意义
1.2 操控手柄控制装置的概述与研究现状
1.2.1 操控手柄控制装置的概述
1.2.2 国外联合收割机控制装置的研究现状
1.2.3 国内联合收割机控制装置的研究现状
1.3 本文的主要研究内容、技术路线以及预期效果
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 操控手柄控制装置的预期效果
第二章 操控手柄控制装置的总体方案与功能设计
2.1 控制装置设计的可行性分析
2.1.1 收割机部件传统调节方式及其弊端
2.1.2 控制对象选择的依据
2.2 操控手柄控制装置的总体设计方案
2.3 操控手柄控制装置的功能设计
2.4 本章小结
第三章 操控手柄控制装置的硬件设计
3.1 处理器的选择与电路设计
3.1.1 处理器的选择依据
3.1.2 S3C2440A核心电路的设计
3.2 按键的选择与接口设计
3.3 操纵杆的改造与控制
3.4 鱼鳞筛调节机构的设计与控制
3.5 液压系统的控制
3.6 被控部件状态参数的获取
3.6.1 转速信号的采集
3.6.2 位移信号的采集
3.6.3 粮仓储量信号的采集
3.7 硬件电路保护及抗干扰设计
3.8 本章小结
第四章 操控手柄控制装置的软件设计
4.1 控制装置主程序的开发
4.2 嵌入式操作系统平台的构建
4.2.1 建立交叉编译环境
4.2.2 Bootloader的移植
4.2.3 Linux内核的剪裁与移植
4.2.4 制作根文件系统
4.3 按键程序设计方法
4.3.1 有限状态机的基本原理
4.3.2 基于有限状态机的按键程序设计方法
4.4 其他部分外设的程序设计方法
4.4.1 转速测量的程序设计方法
4.4.2 模拟量信号采集的程序设计方法
4.4.3 步进电机的程序设计方法
4.4.4 S3C2440A PWM的设置方法
4.5 系统控制策略的选择及功能模式的实现
4.5.1 PID控制策略
4.5.2 常规作业模式、安全休业模式的软件设计
4.5.3 实时作业模式的软件设计
4.6 本章小结
第五章 操控手柄控制装置的调试与试验
5.1 控制装置的实验室调试
5.2 控制装置的装机调试
5.2.1 工作部件的设定值的确定
5.2.2 位移传感器的标定
5.2.3 PID参数的整定与控制效果仿真
5.2.4 部件的控制效果验证
5.3 田间实验
5.3.1 三种功能模式的田间实验效果
5.3.2 卸粮报警试验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]风筛选式油菜联合收割机清选机构参数优化与试验[J]. 张敏,金诚谦,梁苏宁,汤庆,吴崇友. 农业工程学报. 2015(24)
[2]嵌入式Linux系统移植[J]. 路青起,席丹丹. 国外电子测量技术. 2014(12)
[3]基于STM32的PWM电液比例阀控系统的设计[J]. 龙泽明,张红岩,张保军,李昊宇,关宝金. 中国科技信息. 2014(22)
[4]联合收获机前进速度的模型参考模糊自适应控制系统[J]. 陈进,宁小波,李耀明,杨广进,吴培. 农业机械学报. 2014(10)
[5]对“十三五”我国农业机械化发展的思考[J]. 白人朴. 农村牧区机械化. 2014(04)
[6]对“十三五”我国农机化发展的思考[J]. 白人朴. 农机科技推广. 2014(08)
[7]基于称重法的收割机谷物测产方法的研究[J]. 李长占,祁广云,黄操军. 农机化研究. 2014(03)
[8]谷物联合收割机测产技术发展现状与展望[J]. 王志海,王沛东,孟志军,付卫强. 农机化研究. 2014(01)
[9]基于嵌入式系统的按键接口设计技术研究[J]. 曾立志. 软件. 2013(07)
[10]基于有限状态机的STM32系统按键识别方法[J]. 唐飞,查长礼. 长春工业大学学报(自然科学版). 2013(02)
博士论文
[1]风筛式清选装置设计理论与方法研究[D]. 李骅.南京农业大学 2012
硕士论文
[1]电驱动联合收割机智能控制系统的研究[D]. 蒋瑞锋.西北农林科技大学 2015
[2]电液比例阀PWM驱动关键技术研究及应用[D]. 郑海婷.中国矿业大学 2014
[3]数字式比例阀控制器及其PID参数整定研究[D]. 张璐璐.浙江大学 2014
[4]座椅电动缸伺服控制系统的设计[D]. 韩丽洁.中国计量学院 2014
[5]基于ARM的联合收割机信息处理系统设计开发[D]. 王留锋.哈尔滨工业大学 2013
[6]基于ARM9的嵌入式Linux系统移植与驱动开发[D]. 聂和平.南京邮电大学 2013
[7]基于ARM的挖掘机嵌入式控制系统研究与设计[D]. 李强.中南大学 2012
[8]基于ARM的嵌入式数控系统硬件平台设计[D]. 冯健.华中科技大学 2012
[9]基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D]. 王立飞.华中农业大学 2010
[10]基于ARM的移动机器人控制系统设计[D]. 张振华.南京理工大学 2010
本文编号：3115324
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3115324.html
