玉米中耕变量施肥电控液压驱动系统的研究

发布时间：2022-10-19 16:47

　　玉米中耕追肥过程中过量、不合理的化肥使用,不仅造成肥料的浪费、降低了肥料的利用效率,而且造成严重的环境污染。为了显著提高肥料利用率,实现化肥科学合理施用的目标,由此便对玉米中耕变量施肥提出了更高的要求。但是目前国内变量施肥主要采用测土配方变量施肥技术,存在技术要求高、过程繁琐等缺点,而且关于配套大马力拖拉机的玉米中耕变量追肥技术研究较少。因此本文针对玉米中耕追肥时肥料利用率低、实时性差及电机驱动驱动力不足等问题及当前精准农业发展趋势,提出一种区别于处方图变量施肥的实时变量施肥方法,构建了依托大马力拖拉机的大垄双行玉米中耕实时变量施肥电控液压驱动系统,并对电控液压驱动系统进行了系统的田间试验验证。本文研究液压马达转速的控制方式采取增量式PID控制算法,并采用MATLAB/simulink工具箱进行PID控制的仿真模拟分析。搭建电控液压台架试验平台,在空载情况下对马达转速控制精度进行测试试验,进行初步台架试验,根据转速曲线变化确定PID控制参数范围,经多次整定试验,确定最终PID控制参数分别为0.73,0.47,0.40。在黑龙江省北安市赵光农场,对玉米中耕电控液压驱动变量施肥系统进行了9... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的
    1.3 研究意义
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
        1.4.3 小结
    1.5 研究的主要内容和方法
        1.5.1 研究目标
        1.5.2 研究的主要内容
        1.5.3 研究方法
        1.5.4 技术路线
2 变量施肥电控液压驱动系统整机的研究
    2.1 变量施肥电控液压驱动系统整体结构
        2.1.1 系统结构组成
        2.1.2 工作原理
        2.1.3 主要技术参数
    2.2 中耕施肥机
    2.3 排肥器
        2.3.1 排肥器工作原理
        2.3.2 外槽轮特性分析
        2.3.3 排肥量的研究
        2.3.4 排肥轴转速变化范围研究
    2.4 本章小结
3 变量施肥电液驱动控制系统的研究
    3.1 变量施肥电液驱动控制系统的研究
    3.2 变量施肥电液驱动控制系统关键部件的研究
        3.2.1 GNSS接收机
        3.2.2 车载智能终端
        3.2.3 移动控制器
    3.3 变量施肥液压驱动系统
        3.3.1 液压马达的理论分析
        3.3.2 电磁比例阀
        3.3.3 增量型实心轴编码器
    3.4 变量施肥电控系统的研究
        3.4.1 控制器程序流程
        3.4.2 制定CAN数据协议
        3.4.3 PID控制算法
    3.5 基于MATLAB的 PID控制参数仿真分析
    3.6 本章小结
4 电控液压驱动系统的传递函数
    4.1 马达转速控制系统
    4.2 电控液压驱动系统的传递函数
        4.2.1 电磁比例阀的流量方程
        4.2.2 液压马达流量连续性方程
        4.2.3 液压马达动态力矩平衡方程
        4.2.4 阀控液压马达系统传递函数
        4.2.5 系统传递函数确定
    4.3 本章小结
5 台架试验
    5.1 试验台架搭建
        5.1.1 液压泵站
        5.1.2 试验台架搭建
    5.2 PID控制参数的整定
        5.2.1 台架试验数据处理
        5.2.2 台架试验数据分析与参数整定
    5.3 本章小结
6 田间试验
    6.1 田间试验
        6.1.1 试验地点及时间
        6.1.2 试验设备
        6.1.3 试验材料
        6.1.4 数据处理
    6.2 液压马达转速控制精度分析
    6.3 施肥滞后研究
        6.3.1 液压马达响应时间的分析
        6.3.2 肥料由排肥器到落地的时间分析
        6.3.3 变量施肥滞后距离的分析
    6.4 本章小结
7 结论及展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]槽轮结构参数对直槽轮式排肥器排肥性能的影响[J]. 祝清震,武广伟,陈立平,赵春江,孟志军.  农业工程学报. 2018(18)
[2]基于自动导航的小麦精准对行深施追肥机设计与试验[J]. 冯慧敏,高娜娜,孟志军,陈立平,李由,郭玉明.  农业机械学报. 2018(04)
[3]双变量施肥机的设计与试验[J]. 李凯,张立新,张立萍,楚世哲,祁晓敏,钱营,李继霞,郭振华.  甘肃农业大学学报. 2016(04)
[4]基于光谱探测的小麦精准追肥机设计与试验[J]. 陈满,施印炎,汪小旵,孙国祥,李永博.  农业机械学报. 2015(05)
[5]变量施肥机关键技术研究现状分析[J]. 孙国祥,陈满,汪小旵,丁为民,丁永前,李永博,邱威.  江苏农业科学. 2014(02)
[6]冠层反射光谱测量中主动光源光谱稳定性控制[J]. 丁永前,李杨,谭星祥,曹卫星,朱艳.  农业机械学报. 2014(06)
[7]全球导航卫星系统发展综述[J]. 宁津生,姚宜斌,张小红.  导航定位学报. 2013(01)
[8]链条输送式变量施肥抛撒机的设计与试验[J]. 张睿,王秀,赵春江,白由路,孟志军,陈立平.  农业工程学报. 2012(06)
[9]精准施肥决策模型与数据库系统[J]. 马晓蕾,范广博,李永玉,徐杨,彭彦昆,汤修映.  农业机械学报. 2011(05)
[10]变量施肥机械研究现状与发展对策[J]. 段洁利,李君,卢玉华.  农机化研究. 2011(05)

博士论文
[1]精准农业变量施肥控制技术研究[D]. 宿宁.中国科学技术大学 2016
[2]玉米冠层—根系—土壤系统氮素吸收与转运的品种差异及生理机制[D]. 屈佳伟.内蒙古农业大学 2016
[3]基于近地光谱技术的冬小麦精准变量施肥机的研制[D]. 陈满.南京农业大学 2016
[4]中国三大粮食作物农田活性氮损失与氮肥利用率的定量分析[D]. 王桂良.中国农业大学 2014
[5]变量配肥施肥精准作业装备关键技术研究[D]. 刘阳春.中国农业机械化科学研究院 2012
[6]智能型变量施肥关键技术研究[D]. 张睿.中国农业科学院 2012
[7]精准农业生产中若干智能决策问题研究[D]. 于合龙.吉林大学 2010

硕士论文
[1]小麦冠层近地多光谱氮素营养诊断与变量施肥研究[D]. 周雪.山东农业大学 2018
[2]三轮高地隙中耕精量施肥机设计与试验[D]. 袁玲合.河南农业大学 2017
[3]基于改进OPTICS算法的玉米精准施肥决策系统研究[D]. 陈瑜.吉林农业大学 2017
[4]基于智能农业的测土配方施肥决策支持系统研究[D]. 胡轶楠.吉林大学 2016
[5]蓄能器变压力供油电液比例阀控液压马达系统的建模与特性研究[D]. 王冰冰.上海交通大学 2016
[6]1WG-4.1型多功能微型玉米复式作业机的设计及试验[D]. 翁玮.南京农业大学 2015
[7]变量施肥液压驱动控制系统的设计与研究[D]. 刘文浩.黑龙江八一农垦大学 2015
[8]变量施肥性能测试平台的设计与实现[D]. 谭星祥.南京农业大学 2014
[9]4UL-2型马铃薯联合收获机清洁装置液压系统设计与仿真[D]. 杨龙.内蒙古工业大学 2014
[10]伺服液压泵控马达负载系统动态特性分析[D]. 张凯.东北大学 2012



本文编号：3693737