整平机水平控制系统的建模与研制
发布时间：2022-01-12 01:48
近年来,激光整平机广泛应用于农业耕地精细平整和现代化工程建设中。其中混凝土整平精度的要求高于农田整平,现阶段我国自主研发的激光整平机的整平精度无法满足要求。为了提高整平精度,需要对整平机控制机构进行深入研究,建立调平系统的动力学模型以便于控制算法的仿真和优化。整平机控制机构中节点较多,需要一种可靠的通信方式保障系统中传感器的数据传输和控制器的任务分配。传统的RS-485总线只能构成单主从结构,容错能力较差,当系统中一个节点出现故障时无法保证其它节点通信数据的准确性,而CAN总线的仲裁机制和故障封闭功能可以有效解决上述问题,提高了通信的可靠性。在现场运行过程中,高低不平的路面会导致平地铲产生倾斜,为了模拟实际的运行状况,搭建了激光整平机水平控制系统的实验平台并根据调平系统设计了适用的控制器。本文的主要研究内容和成果如下:（1）提出了激光整平机的俯仰角控制系统总体设计方案,搭建了激光整平机水平控制系统的实验平台。利用惯性传感器作为测量单元,姿态解算控制器为STM32F103;整平机水平控制系统中主控制器型号为STM32F407,从控制器型号为TMS320F28335;选用电推杆作为驱动部件...
【文章来源】：江苏师范大学江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不同整平方式下工作效率对比图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｌｅｖｅｌｉｎｇ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??
第一章绪论???激光平面，利用此平面代替传统现场的人工标高［８］。平地铲整平作业时会前后??、左右倾斜，所以激光整平机具备前后水平控制和左右水平控制两种控制方??混凝土激光整平机成品如图１－３所示，整平机水平调节时，左右水平伸缩杆通??自对应的激光偏差信号完成平地铲左右水平控制［９］。同时，前后水平伸缩杆通??地铲上方惯性传感器采集的倾角数据实现平地铲前后水平调节。??设－定趙激光发射器激光雜器??
平地铲?？??驱动电路??图２－２激光整平机水平控制系统实验平台总体框图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｅｖｅｌｉｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｏｒ?ｌｅｖｅｌｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ??ｐｌａｔｆｏｒｍ??２．２姿态解算模块设计??本系统选择ＭＰＵ６０５０作为测量水平倾角的惯性传感器。ＭＰＵ６０５０是用于惯??导、航姿领域的整合性６轴处理模块。该芯片具有ＩＩＣ通信接口，用于数据交互和??外接磁力计。其原理图如图２－３所示，相关引脚说明见表２－１。??Ｕ２??７?ＮＣ??－ｐ—?ＡＵＸ＿ＣＬ?ＮＣ?—??—ａｔｊｘＩｄａ?ＮＣ?—ｑ??ＧＮＤ．｜????ＮＣ?－４＾??獻?ＣＬＫＩＮ?ＮＣ?－ｊ－??識”?￣Ｉ?■—ＦＳＹＮＣ?ＮＣ?—ｆ??ＭＰＵＡＤＱ?Ｒ＾１２０＿＾＿２＿?ａＤＯ?ＮＣ?ｊ??ＭＣ?—＝￣??ＶＣＣ?３．３?Ｖ?Ｉ??ｔ?ｒ｜—?ＶＬＯＧＩＣ??Ｊ＿Ｃ１?１——ＶＤＤ?ＲＥＧＯＵＴ????丁二，———ＧＮＤ?ＣＰＯＩＪＴ?￣??ＩＵ４????
【参考文献】：
期刊论文
[1]装配式建筑的发展现状和前景分析[J]. 李海建,冀志江,孙义永. 中国建材科技. 2017(03)
[2]基于STM32和MPU6050姿态解算的研究与实现[J]. 李臣龙,强俊. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2017(02)
[3]基于GPS技术的水田平地机的设计与试验[J]. 胡炼,杨伟伟,许奕,周浩,罗锡文,可欣荣,资双飞. 华南农业大学学报. 2015(05)
[4]农机具自动调平控制系统设计与试验[J]. 胡炼,林潮兴,罗锡文,杨伟伟,许奕,周浩,张智刚. 农业工程学报. 2015(08)
[5]水田激光平地机调平系统动力学建模[J]. 陈嘉琪,赵祚喜,施垒,可欣荣,吴志伟,刘雄. 农业工程学报. 2015(07)
[6]基于DSP技术和CAN总线的数据采集系统设计[J]. 丁力,吴文婷,徐萌萌,陶灿辉,宋志平. 测控技术. 2014(10)
[7]水田激光平地机非线性水平控制系统[J]. 陈君梅,赵祚喜,陈嘉琪,俞龙,叶娟. 农业机械学报. 2014(07)
[8]水田激光平地机激光接收放大电路的优化设计[J]. 可欣荣,罗锡文. 农业工程学报. 2014(14)
[9]我国农田激光平地机的研究进展及发展趋势[J]. 艾建军,杨英芸,高韶坤. 东北农业大学学报. 2013(11)
[10]水田激光平地机工作原理的研究与应用[J]. 李庆,赵祚喜,王在满,可欣荣,陈志辉,阮少孟. 农业装备与车辆工程. 2013(09)
硕士论文
[1]水田激光平地机控制系统优化设计[D]. 杨伟伟.华南农业大学 2016
[2]与轮式拖拉机配套的转动铲式水田激光平地机设计与试验[D]. 许奕.华南农业大学 2016
[3]基于STM32的CAN总线通信设计[D]. 亢雪琳.吉林大学 2013
[4]激光控制平地系统的研究与设计[D]. 姚亚萍.西北农林科技大学 2010
[5]激光控制平地系统接收和控制装置的研究与开发[D]. 林建涵.中国农业大学 2004
本文编号：3583863
【文章来源】：江苏师范大学江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不同整平方式下工作效率对比图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｌｅｖｅｌｉｎｇ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ??
第一章绪论???激光平面，利用此平面代替传统现场的人工标高［８］。平地铲整平作业时会前后??、左右倾斜，所以激光整平机具备前后水平控制和左右水平控制两种控制方??混凝土激光整平机成品如图１－３所示，整平机水平调节时，左右水平伸缩杆通??自对应的激光偏差信号完成平地铲左右水平控制［９］。同时，前后水平伸缩杆通??地铲上方惯性传感器采集的倾角数据实现平地铲前后水平调节。??设－定趙激光发射器激光雜器??
平地铲?？??驱动电路??图２－２激光整平机水平控制系统实验平台总体框图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｅｖｅｌｉｎｇ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｏｒ?ｌｅｖｅｌｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ??ｐｌａｔｆｏｒｍ??２．２姿态解算模块设计??本系统选择ＭＰＵ６０５０作为测量水平倾角的惯性传感器。ＭＰＵ６０５０是用于惯??导、航姿领域的整合性６轴处理模块。该芯片具有ＩＩＣ通信接口，用于数据交互和??外接磁力计。其原理图如图２－３所示，相关引脚说明见表２－１。??Ｕ２??７?ＮＣ??－ｐ—?ＡＵＸ＿ＣＬ?ＮＣ?—??—ａｔｊｘＩｄａ?ＮＣ?—ｑ??ＧＮＤ．｜????ＮＣ?－４＾??獻?ＣＬＫＩＮ?ＮＣ?－ｊ－??識”?￣Ｉ?■—ＦＳＹＮＣ?ＮＣ?—ｆ??ＭＰＵＡＤＱ?Ｒ＾１２０＿＾＿２＿?ａＤＯ?ＮＣ?ｊ??ＭＣ?—＝￣??ＶＣＣ?３．３?Ｖ?Ｉ??ｔ?ｒ｜—?ＶＬＯＧＩＣ??Ｊ＿Ｃ１?１——ＶＤＤ?ＲＥＧＯＵＴ????丁二，———ＧＮＤ?ＣＰＯＩＪＴ?￣??ＩＵ４????
【参考文献】：
期刊论文
[1]装配式建筑的发展现状和前景分析[J]. 李海建,冀志江,孙义永. 中国建材科技. 2017(03)
[2]基于STM32和MPU6050姿态解算的研究与实现[J]. 李臣龙,强俊. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2017(02)
[3]基于GPS技术的水田平地机的设计与试验[J]. 胡炼,杨伟伟,许奕,周浩,罗锡文,可欣荣,资双飞. 华南农业大学学报. 2015(05)
[4]农机具自动调平控制系统设计与试验[J]. 胡炼,林潮兴,罗锡文,杨伟伟,许奕,周浩,张智刚. 农业工程学报. 2015(08)
[5]水田激光平地机调平系统动力学建模[J]. 陈嘉琪,赵祚喜,施垒,可欣荣,吴志伟,刘雄. 农业工程学报. 2015(07)
[6]基于DSP技术和CAN总线的数据采集系统设计[J]. 丁力,吴文婷,徐萌萌,陶灿辉,宋志平. 测控技术. 2014(10)
[7]水田激光平地机非线性水平控制系统[J]. 陈君梅,赵祚喜,陈嘉琪,俞龙,叶娟. 农业机械学报. 2014(07)
[8]水田激光平地机激光接收放大电路的优化设计[J]. 可欣荣,罗锡文. 农业工程学报. 2014(14)
[9]我国农田激光平地机的研究进展及发展趋势[J]. 艾建军,杨英芸,高韶坤. 东北农业大学学报. 2013(11)
[10]水田激光平地机工作原理的研究与应用[J]. 李庆,赵祚喜,王在满,可欣荣,陈志辉,阮少孟. 农业装备与车辆工程. 2013(09)
硕士论文
[1]水田激光平地机控制系统优化设计[D]. 杨伟伟.华南农业大学 2016
[2]与轮式拖拉机配套的转动铲式水田激光平地机设计与试验[D]. 许奕.华南农业大学 2016
[3]基于STM32的CAN总线通信设计[D]. 亢雪琳.吉林大学 2013
[4]激光控制平地系统的研究与设计[D]. 姚亚萍.西北农林科技大学 2010
[5]激光控制平地系统接收和控制装置的研究与开发[D]. 林建涵.中国农业大学 2004
本文编号：3583863
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