雙變量施肥機結構及液壓調(diào)控系統(tǒng)設計.pdf

1、精準農(nóng)業(yè)是當今農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢,以信息技術為基礎,根據(jù)空間變異,定位、定時、定量地實施整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術,機械智能系統(tǒng)為其核心系統(tǒng)。但現(xiàn)有的機械智能系統(tǒng)都存在排肥實時性差、施肥均勻度底、肥料潮濕易堵塞等問題,為此對現(xiàn)有機械智能系統(tǒng)的傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及其機械結構進行了深入的分析研究,并在其基礎上對系統(tǒng)及其結構進行了改進設計。
　　(1)針對變量施肥機械單一控制施肥產(chǎn)生可調(diào)度小、低速排肥脈動顯著、均勻性差等問題,通過模擬手動調(diào)節(jié)過

2、程設計出了排肥轉(zhuǎn)速和開度雙調(diào)節(jié)雙變量施肥機構,并改進設計出了一體三箱室顆粒肥料料箱,以便控制系統(tǒng)進行N、P、K等肥料營養(yǎng)元素的自動配比施肥。
　　(2)為了解決施肥傳動不精準性,設計了基于PID控制與液壓馬達的雙變量液壓變量調(diào)速變量施肥系統(tǒng)。以提高雙變量施肥液壓調(diào)速系統(tǒng)液壓油路的穩(wěn)定性和槽輪式排肥器驅(qū)動控制方法為重點,研究并建立了PID控制數(shù)學模型和液壓系統(tǒng)仿真模型。為了更好控制施肥精度,在液壓油路中增加了液壓穩(wěn)壓環(huán)節(jié)和液壓壓力傳

3、感器,采用PID控制算法對傳動誤差進行補償,并在不同PID控制參數(shù)下進行系統(tǒng)仿真分析。
　　(3)為了更好實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè),提高施肥均衡性,提出了以N、P、K含量與轉(zhuǎn)速、開度為控制變量的調(diào)控系統(tǒng),控制系統(tǒng)以PC機作為上位機、PLC作為下位機,通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),將采集到得信息發(fā)送給PC,PC通過編寫好的程序,計算當前施肥配比參數(shù)并將控制參數(shù)發(fā)送給PLC轉(zhuǎn)而控制液壓馬達實現(xiàn)雙變量控制施肥。
　　(4)為了驗證常規(guī)PID和模糊PID控

4、制性能效果,分別作了常規(guī)PID和模糊PID控制試驗,并對實驗數(shù)據(jù)作了均值與方差比較,其結果顯示模糊PID控制無論在控制轉(zhuǎn)速輸出的穩(wěn)定性還是在輸出值的離散度都要比常規(guī)PID控制效果好,達到了預期控制效果。
　　(5)以最大限度放大施肥機延遲度誤差方法,設計延遲度試驗方案,其試驗延遲度為0.852秒滿足設計。為了獲知施肥機硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)在動態(tài)試驗條件下兩者之間的協(xié)調(diào)性、整機的施肥均勻性等性能有關參數(shù),對整機作了調(diào)試試驗其最終結果顯