蔬菜移栽机取送苗控制系统设计及研究
发布时间：2022-09-28 13:01
推动蔬菜移栽机械的自动化发展进程能够有效增加蔬菜产业产量,解放劳动力以及提高生产效率,对于保持蔬菜产业的供需平衡和促进蔬菜产业的蓬勃发展具有十分重要的意义。蔬菜移栽机械的自动化程度主要体现在取送苗系统的自动化,取送苗系统主要由穴盘输送机构、取放苗机构、分苗机构及其对应的控制系统组成,实现取送苗系统各机构单元间的协调配合以及稳定可靠运行是蔬菜移栽机自动化作业的核心问题。因此,本文主要针对蔬菜移栽机的取送苗系统进行设计与研究,具体内容如下:（1）参考国内外移栽机自动化发展进程,结合现有移栽机的取送苗结构特点和取送形式,分别对取送苗系统的机械结构和控制方案进行设计。系统的机械结构部分主要由穴盘步进移位机构、取放苗机构以及分苗机构组成,根据三个部分的运行方式和控制需求完成了系统的动力分配以及动力执行机构的控制回路设计,并经过理论推导建立了系统动力执行机构控制回路的数学模型。（2）为实现取送苗系统的稳定可靠运行以及各机构间的协调配合,对设计的取送苗控制系统引入相应的控制算法。通过对传统PID的介绍引出模糊PID控制的概念,并分析了模糊PID控制的设计流程和设计方法,从而搭建出适合本系统的模糊PI...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 引言
1.2 国外研究现状
1.2.1 国外移栽机的发展概述
1.2.2 国外移栽机自动化进程研究现状
1.3 国内研究现状
1.3.1 国内移栽机的发展概述
1.3.2 国内移栽机自动化进程研究现状
第2章 绪论
2.1 研究背景与意义
2.2 主要研究内容
2.3 技术路线
第3章 蔬菜移栽机取送苗系统总设计
3.1 取送苗系统机构组成及工作原理
3.2 取送苗系统控制方案设计
3.2.1 取送苗系统控制需求
3.2.2 取送苗系统控制方案
3.2.3 取送苗系统动力选取
3.3 取送苗动力系统控制回路传递函数
3.3.1 动力系统的控制框图
3.3.2 步进电机控制回路数学建模
3.3.3 气动系统控制回路数学建模
3.4 本章小结
第4章 模糊PID控制器设计与仿真
4.1 PID控制算法
4.2 模糊控制器设计
4.2.1 模糊控制器结构设计
4.2.2 精确量的模糊化
4.2.3 模糊控制规则设计
4.2.4 解模糊
4.3 模糊PID控制器设计
4.4 系统仿真研究
4.5 本章小结
第5章 蔬菜移栽机取送苗控制系统的软硬件设计
5.1 控制系统硬件结构图
5.2 控制系统的硬件设计要求
5.2.1 控制器设计
5.2.2 信号检测电路设计
5.2.3 电源模块电路设计
5.2.4 驱动电路设计
5.2.5 CAN通信模块电路设计
5.3 控制系统软件设计
5.3.1 系统软件开发工具介绍
5.3.2 系统程序模块化设计
5.3.3 系统主程序流程图
5.3.4 系统子程序流程图
5.3.5 人机交互操作控制界面
5.4 本章小结
第6章 取送苗系统性能试验分析
6.1 试验平台搭建
6.2 试验材料及处理
6.3 试验方案及评价指标
6.4 室内取送系统测试
6.4.1 试验方法
6.4.2 室内试验测试结果及分析
6.5 室外取送系统测试
6.5.1 试验方法
6.5.2 室外试验测试结果及分析
6.6 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
附录
致谢
发表论文及参加课题一览表
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高速开关阀的气动人工肌肉轨迹跟踪控制仿真[J]. 谢胜龙,刘海涛,梅江平,王攀峰. 农业机械学报. 2017(01)
[2]国内外移栽机械发展现状[J]. 岳建魁,郭俊先,梁佳,梁生明,张晨,刘亚,刘明涛. 新疆农机化. 2016(05)
[3]国内外蔬菜移栽机械发展现状[J]. 陈清,云建,陈永生,胡桧,高庆生. 蔬菜. 2016(08)
[4]国内外旱地移植机械化发展及现状分析[J]. 陶仁,程献丽,高富强. 农业科技与装备. 2016(03)
[5]全自动移栽机取送苗系统的设计与试验[J]. 倪有亮,金诚谦,刘基. 农业工程学报. 2015(23)
[6]旱地自动移栽技术发展现状及分析[J]. 崔巍,徐盼,王海峰,李岗锋,苏玉光,宋建农. 农机化研究. 2015(06)
[7]旱地移栽机械发展现状与趋势[J]. 崔巍,颜华,高希文,陈科. 农业工程. 2015(02)
[8]我国发展绿色蔬菜的重要性及打造龙头企业的必要性[J]. 李秀龄,叶林,王永红,孙凌云. 现代农业科技. 2015(03)
[9]我国蔬菜生产机械化现状及发展对策[J]. 陈永生,胡桧,肖体琼,崔思远,杨雅婷,管春松. 中国蔬菜. 2014(10)
[10]蔬菜机械化移栽的现状与发展[J]. 左雄健. 湖南农业. 2014(09)
博士论文
[1]高速列车驱动制动动力学及其控制研究[D]. 陈哲明.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]蔬菜钵苗全自动移栽机控制系统设计与研究[D]. 杨丽红.江苏大学 2017
[2]基于FPGA的增量式编码器自动检测系统研究[D]. 刘小树.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2016
[3]番茄自动移栽机苗盘输送装置控制系统的研究[D]. 刘凯强.石河子大学 2016
[4]基于高速开关阀的气缸控制策略研究[D]. 尚昊亮.兰州理工大学 2016
[5]夹持式成批自动取苗机构控制系统的设计研究[D]. 顾文俊.石河子大学 2014
[6]电液比例阀加载系统参数辨识与模糊PID控制策略的研究[D]. 高翔.长安大学 2014
[7]穴盘移栽机自动取苗分苗系统的设计研究[D]. 李庭.石河子大学 2013
[8]穴盘苗自动取苗机构控制系统研究[D]. 王侨.石河子大学 2013
[9]基于PWM高速开关阀的气缸位置控制的研究[D]. 胡杰.中国计量学院 2012
[10]棉苗自动喂送系统及移栽机构的研制[D]. 李晓虎.河南农业大学 2012
本文编号：3681712
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 引言
1.2 国外研究现状
1.2.1 国外移栽机的发展概述
1.2.2 国外移栽机自动化进程研究现状
1.3 国内研究现状
1.3.1 国内移栽机的发展概述
1.3.2 国内移栽机自动化进程研究现状
第2章 绪论
2.1 研究背景与意义
2.2 主要研究内容
2.3 技术路线
第3章 蔬菜移栽机取送苗系统总设计
3.1 取送苗系统机构组成及工作原理
3.2 取送苗系统控制方案设计
3.2.1 取送苗系统控制需求
3.2.2 取送苗系统控制方案
3.2.3 取送苗系统动力选取
3.3 取送苗动力系统控制回路传递函数
3.3.1 动力系统的控制框图
3.3.2 步进电机控制回路数学建模
3.3.3 气动系统控制回路数学建模
3.4 本章小结
第4章 模糊PID控制器设计与仿真
4.1 PID控制算法
4.2 模糊控制器设计
4.2.1 模糊控制器结构设计
4.2.2 精确量的模糊化
4.2.3 模糊控制规则设计
4.2.4 解模糊
4.3 模糊PID控制器设计
4.4 系统仿真研究
4.5 本章小结
第5章 蔬菜移栽机取送苗控制系统的软硬件设计
5.1 控制系统硬件结构图
5.2 控制系统的硬件设计要求
5.2.1 控制器设计
5.2.2 信号检测电路设计
5.2.3 电源模块电路设计
5.2.4 驱动电路设计
5.2.5 CAN通信模块电路设计
5.3 控制系统软件设计
5.3.1 系统软件开发工具介绍
5.3.2 系统程序模块化设计
5.3.3 系统主程序流程图
5.3.4 系统子程序流程图
5.3.5 人机交互操作控制界面
5.4 本章小结
第6章 取送苗系统性能试验分析
6.1 试验平台搭建
6.2 试验材料及处理
6.3 试验方案及评价指标
6.4 室内取送系统测试
6.4.1 试验方法
6.4.2 室内试验测试结果及分析
6.5 室外取送系统测试
6.5.1 试验方法
6.5.2 室外试验测试结果及分析
6.6 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
附录
致谢
发表论文及参加课题一览表
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高速开关阀的气动人工肌肉轨迹跟踪控制仿真[J]. 谢胜龙,刘海涛,梅江平,王攀峰. 农业机械学报. 2017(01)
[2]国内外移栽机械发展现状[J]. 岳建魁,郭俊先,梁佳,梁生明,张晨,刘亚,刘明涛. 新疆农机化. 2016(05)
[3]国内外蔬菜移栽机械发展现状[J]. 陈清,云建,陈永生,胡桧,高庆生. 蔬菜. 2016(08)
[4]国内外旱地移植机械化发展及现状分析[J]. 陶仁,程献丽,高富强. 农业科技与装备. 2016(03)
[5]全自动移栽机取送苗系统的设计与试验[J]. 倪有亮,金诚谦,刘基. 农业工程学报. 2015(23)
[6]旱地自动移栽技术发展现状及分析[J]. 崔巍,徐盼,王海峰,李岗锋,苏玉光,宋建农. 农机化研究. 2015(06)
[7]旱地移栽机械发展现状与趋势[J]. 崔巍,颜华,高希文,陈科. 农业工程. 2015(02)
[8]我国发展绿色蔬菜的重要性及打造龙头企业的必要性[J]. 李秀龄,叶林,王永红,孙凌云. 现代农业科技. 2015(03)
[9]我国蔬菜生产机械化现状及发展对策[J]. 陈永生,胡桧,肖体琼,崔思远,杨雅婷,管春松. 中国蔬菜. 2014(10)
[10]蔬菜机械化移栽的现状与发展[J]. 左雄健. 湖南农业. 2014(09)
博士论文
[1]高速列车驱动制动动力学及其控制研究[D]. 陈哲明.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]蔬菜钵苗全自动移栽机控制系统设计与研究[D]. 杨丽红.江苏大学 2017
[2]基于FPGA的增量式编码器自动检测系统研究[D]. 刘小树.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2016
[3]番茄自动移栽机苗盘输送装置控制系统的研究[D]. 刘凯强.石河子大学 2016
[4]基于高速开关阀的气缸控制策略研究[D]. 尚昊亮.兰州理工大学 2016
[5]夹持式成批自动取苗机构控制系统的设计研究[D]. 顾文俊.石河子大学 2014
[6]电液比例阀加载系统参数辨识与模糊PID控制策略的研究[D]. 高翔.长安大学 2014
[7]穴盘移栽机自动取苗分苗系统的设计研究[D]. 李庭.石河子大学 2013
[8]穴盘苗自动取苗机构控制系统研究[D]. 王侨.石河子大学 2013
[9]基于PWM高速开关阀的气缸位置控制的研究[D]. 胡杰.中国计量学院 2012
[10]棉苗自动喂送系统及移栽机构的研制[D]. 李晓虎.河南农业大学 2012
本文编号：3681712
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