新型犊牛饲喂系统研制

发布时间：2020-07-16 14:50

【摘要】：传统的桶式管理犊牛饲养方式操作繁琐,自动化程度低,现有的机械化饲喂方式在犊牛的高效饲喂和精细化管理方面仍存在不足。为此,根据犊牛饲养的生产实际,论文提出了一种符合犊牛智能化饲养的饲喂系统总体方案,通过理论分析、仿真模拟和试验,研制了储料装置、输送装置、搅拌装置等饲喂系统关键部件,设计开发了实现个体自动饲喂和健康监测的控制系统,研制成功一种新型具有疾病预警、饲喂量精准计量的自动化犊牛饲喂系统,并进行了犊牛饲喂试验验证。论文利用散体力学理论对储料装置中的物料进行了静力学分析,得出底层输送装置物料运动的临界高度低于总体高度,加入物料刮条促进上层粉料运动,并对叶片进行受力分析与强度校核;运用离散元法,探讨导流挡板与输料器切向夹角、叶片数和叶片曲率半径对储料装置的物料输送过程的输送速率和输送稳定性的影响,分析确定了犊牛饲喂机输送装置的最优参数为圆弧形叶片,叶片数为8,导流挡板与输料器切向夹角为45°。论文采用AM335X为系统的控制核心,通过对犊牛饲喂机硬件系统的设计,实现了犊牛饲喂机机械部分的电气驱动,保证了信号传输的安全性和数据传输的效率。设计了一套智能化的犊牛饲喂机软件系统。通过数据库、上位机和程序的开发,完成了数据管理、人机交互、定时清洗和传感器标定及自标定补偿功能,实现了犊牛饲喂机对每头犊牛的识别与个性化饲喂,并通过模拟系统测试。清洗系统通过模糊PID的控制算法设计,得到系统的超调量为7.64%,达到稳定的时间约为78 s,保证了系统稳定运行,并将算法移植到控制系统中。论文采用Haar级联分类器并经过学习和训练实现牛面部识别,正确率为96.59%。基于相关性和基于形状的模板匹配,实现奶牛个体的识别和背景因素的剔除,算法的匹配率为97.7%,匹配正确率为98.36%。对犊牛眼部区域提取,通过牛眼部区域的RGB颜色直方图的颜色图像识别,得出健康牛眼部检测的算法,利用该算法实现犊牛面部疾病的检测。论文通过犊牛饲喂机性能试验表明犊牛饲喂机的软件系统运行平稳,清洗时间准确,数据库管理无纰漏,饲喂与清洗温度满足饲料和清洗对温度的要求。储料装置输送器送料均匀,落料稳定性较高。通过犊牛饲喂机的饲喂试验,犊牛的出栏率为100%,且未出现重大疾病问题,饲喂效果良好,犊牛个体间的发育比较均匀。论文研究实现了犊牛管理系统化、犊牛饲喂状态实时监控、饲料配比均匀和犊牛健康状态的自动检测预警等功能,可根据每头犊牛采食状态的实时监控,定制个性化的饲喂模式,实现犊牛实时性的灵活饲喂,为实现犊牛的智能高效饲喂和精细化管理提供了理论支撑和技术参考,对我国畜牧业的发展具有重要意义。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S823;S817.3
【图文】：

１．储料仓２．绞龙３．固定底座４．工作台５．料槽６．电机逡逑图１－１螺旋输送器示意图逡逑振动式输送器是通过周期性的往复振动，实现物料的输送过程。图１－２为振动式逡逑输送器示意图。目前使用较多的为偏心块惯性式振动输送器和电磁式振动输送器Ｉ４３，４４：！。逡逑物料的出料口下部安装有磁力驱动器或其他激振装置，当激振器通电后，出料口部分逡逑会沿与弹簧板垂直的方向做往复的直线运动，当振动产生的加速度的竖直方向的分量逡逑大于物料自身的重力加速度时，物料便和槽体分离，振动产生的加速度的水平方向的逡逑分量则为物料提供了向前的速度，从而物料通过不断的被抛送，实现了输送过程［４５］。逡逑由于粉料在输送过程中会被不断抛起，产生物料飞扬，顾不利于词料的配制。逡逑＾Ｚ：逡逑逦ｔＺＪ逦ＸＺｊ逡逑１．料斗２．衔铁３．电磁线圈４．阻振装置５．料槽６．板簧７．底座逡逑图１－２振动式输送器逡逑柱塞式输送器是在气动或液压为动力和连杆机构共同推动下柱塞做直线往复运逡逑动，以实现输送［４６］，图１－３为柱塞式输送器示意图。当柱塞移向前端时，容腔内的物逡逑料被推到出料口

Ｉ逦Ｉ逡逑１．储料仓２．绞龙３．固定底座４．工作台５．料槽６．电机逡逑图１－１螺旋输送器示意图逡逑振动式输送器是通过周期性的往复振动，实现物料的输送过程。图１－２为振动式逡逑输送器示意图。目前使用较多的为偏心块惯性式振动输送器和电磁式振动输送器Ｉ４３，４４：！。逡逑物料的出料口下部安装有磁力驱动器或其他激振装置，当激振器通电后，出料口部分逡逑会沿与弹簧板垂直的方向做往复的直线运动，当振动产生的加速度的竖直方向的分量逡逑大于物料自身的重力加速度时，物料便和槽体分离，振动产生的加速度的水平方向的逡逑分量则为物料提供了向前的速度，从而物料通过不断的被抛送，实现了输送过程［４５］。逡逑由于粉料在输送过程中会被不断抛起，产生物料飞扬，顾不利于词料的配制。逡逑＾Ｚ：逡逑逦ｔＺＪ逦ＸＺｊ逡逑１．料斗２．衔铁３．电磁线圈４．阻振装置５．料槽６．板簧７．底座逡逑图１－２振动式输送器逡逑柱塞式输送器是在气动或液压为动力和连杆机构共同推动下柱塞做直线往复运逡逑动

图１４技术路线图逡逑９逡逑

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨海哲;;Honeywell Plantscape Process DCS C200控制系统在青岛钢铁10000m~3/h及15000m~3/h空分设备的应用[J];气体分离;2006年03期

2 廖凡;;DCS控制系统在医药化工中的应用[J];化工设计通讯;2018年12期

3 胡玉睿;;变量喷雾设备特性分析及其控制系统应用研究[J];农机化研究;2018年01期

4 史果;;化工生产中DCS控制系统的运用分析[J];化工管理;2018年07期

5 陈庆球;;DCS控制系统在化工生产中的应用研究[J];自动化与仪器仪表;2018年03期

6 王圳;孙小清;;浅析电梯检验中控制系统常见问题和对策[J];中国设备工程;2018年11期

7 秦利军;;化工生产中DCS控制系统的运用分析[J];山东工业技术;2018年20期

8 杨李鹏;;自动化控制系统在化工生产中的应用和发展趋势分析[J];石河子科技;2016年05期

9 闫烁;;电气自动化控制系统的应用与发展[J];通讯世界;2017年04期

10 钟腾;;浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J];黑龙江科技信息;2017年13期

相关会议论文 前10条

1 孙振东;李旭东;王建举;;广义跳变控制系统的最大值原理及应用[A];1993年控制理论及其应用年会论文集[C];1993年

2 谭德强;;控制系统的优化选择[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年

3 程锦;孙志刚;;以太网为何会在电除尘控制系统中广泛应用[A];第十届全国电除尘、第二届脱硫学术会议论文集[C];2003年

4 李玮;沈勇;;中间工艺语言在自动化控制系统中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

5 蒋威;;状态右端受限的滞后控制系统的最优控制[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年

6 杨振光;王秀红;王天成;高存臣;;多组时滞定常大型控制系统的镇定[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年

7 尹晓春;杨润泽;马玉峰;程金生;;基于工控机的螺接件分解控制系统[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年

8 苏兵;张超;张彬;杨俊强;;大数据时代指挥与控制系统能力分析[A];第五届中国指挥控制大会论文集[C];2017年

9 林雪峰;;煤矿控制系统的现状与发展方向[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年

10 孙柏林;;对我国自动化控制系统发展趋势的分析——需求牵引,技术推动[A];第十四届中国科协年会（第九分会场）——建材工业电子信息及仪控技术研讨会论文与报告（续）[C];2012年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 胡元珏;为客户提供经济高效的工程设计[N];中国化工报;2015年

2 王守华;自控系统也需全程跟踪[N];中国化工报;2013年

3 王海洋;熔化专家系统——新一代电极控制系统[N];世界金属导报;2016年

4 江苏 庞守军;一只47K电阻在核电厂控制系统的作用[N];电子报;2017年

5 通讯员 乔艳玲 李民 刘连芳;锦州分公司供水控制系统成功投用[N];石油管道报;2017年

6 通讯员 杨楚顺;新和首个棉花滴灌自动化控制系统完成招标[N];阿克苏日报(汉);2011年

7 姜克;首套具有国际先进水平控制系统通过评审[N];中国石油报;2000年

8 记者 王艳红;更先进的假臂控制系统问世[N];新华每日电讯;2003年

9 平谣;天津研发智能型节水控制系统[N];中国房地产报;2004年

10 记者 范建 科学时报记者 张怀忠;首套柔性控制系统诞生[N];科技日报;2000年

相关博士学位论文 前10条

1 白阳;新型犊牛饲喂系统研制[D];中国农业大学;2019年

2 章辉;控制系统中的信息描述与方法[D];浙江大学;2003年

3 王家军;非完整控制系统的非线性控制策略研究[D];天津大学;2003年

4 李力雄;基于网络整定的控制系统中网络诱导延时的分析及解决方法研究[D];上海大学;2005年

5 王科;BESIII触发快控制系统的研制[D];中国科学技术大学;2006年

6 牛征;基于多元统计分析的火电厂控制系统故障诊断研究[D];华北电力大学（河北）;2006年

7 贺旭东;多输入多输出振动试验控制系统的理论、算法及实现[D];南京航空航天大学;2006年

8 董健;大型天文望远镜观测控制系统框架研究[D];中国科学技术大学;2011年

9 姚仰光;LAMOST观测控制系统的建立与测试[D];中国科学技术大学;2008年

10 徐丽俊;两层网络学习控制系统的快速优化调度策略、分布式计算及扩展应用[D];上海大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈庆超;船载“动中通”卫星通信地球站天线及控制系统的研究应用[D];南京邮电大学;2018年

2 欧志强;烟叶醇化环境自动监测与控制系统[D];厦门大学;2017年

3 王程桂;五金钳自动化抛光磨削设备控制系统的设计与实现[D];南京邮电大学;2018年

4 薛飞;纤维缠绕机挂纱装置控制系统的设计与研究[D];武汉理工大学;2017年

5 徐栋;电动手术台控制系统的设计与实现[D];山东大学;2018年

6 王楠;小型道路保洁机控尘装置和控制系统的设计及试验[D];东北农业大学;2018年

7 方正东;晶英石模具组装和拆分控制系统的研究[D];武汉理工大学;2017年

8 董玉召;自动翻页扫描盖章机结构设计及控制系统的研究[D];河北工业大学;2017年

9 罗炀;水面无人艇自主巡航研究与实现[D];江苏科技大学;2018年

10 阴晴;一类重置控制系统的最优控制[D];郑州大学;2018年

本文编号：2758136