定量施肥機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、施化肥是增加土壤養(yǎng)分，改善作物生長發(fā)育條件的重要措施，在我國西南山地丘陵地區(qū)，由于地理環(huán)境因素，大中型施肥機械難以使用。常用的小型施肥機排肥器有外槽輪式、水平螺旋式等；肥料的物理特性對此類排肥器的排肥性能影響較大，施肥作業(yè)時容易出現(xiàn)肥料架空、堵塞等引起的“斷條”即漏施現(xiàn)象。于是，長期以來農(nóng)作物的施肥仍然以人工施肥為主，存在勞動強度大、施肥量隨意性大、均勻性差等問題。因此，有必要研制一種施肥均勻性好，適用于山地丘陵地區(qū)使用的定量施肥機。<

2、br>　　為了提高施肥的利用率，降低生產(chǎn)成本，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，結合我國西南丘陵地區(qū)施肥作業(yè)現(xiàn)狀，論文對定量施肥機控制系統(tǒng)進行了設計與研究。采用豎直螺旋式排肥器作為定量施肥機的排肥機構，利用霍爾式傳感器進行施肥機的行走速度檢測，將霍爾傳感器的脈沖信號經(jīng)過濾波整形后得到規(guī)則的矩形波信號，設計完成以單片機為主控芯片的控制系統(tǒng)，利用脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）調(diào)節(jié)排肥器驅動電機的端電壓，從而實現(xiàn)定量

3、施肥機精確排肥。
　　根據(jù)施肥機性能設計要求，結合理論分析，對豎直螺旋式排肥器進行控制策略研究，通過對螺旋式排肥器的運動參數(shù)分析，建立控制系統(tǒng)的數(shù)學模型；經(jīng)過排肥試驗，初步擬合控制系統(tǒng)數(shù)學模型參數(shù)，得出排肥器的排肥量與轉速之間的線性關系；采用直流減速電機作為排肥器的驅動機構，根據(jù)直流減速電機的外特性，對電機的輸出轉速采用閉環(huán)控制，通過實時采集排肥器的轉速信號，對比反饋轉速信號與目標轉速，實時修正排肥器的轉速。在硬件電路設計方面，采

4、用PIC18F13K22作為主控芯片，采用 N溝道 MOSFET管 FDN359AN和 P溝道MOSFET管FDN360P作為電機控制的功率開關管。在Protel軟件中完成控制系統(tǒng)的硬件電路繪制，在MPLAB集成開發(fā)環(huán)境中完成驅動程序的編寫與調(diào)試。同時，為保證整個系統(tǒng)運行的可靠性，在硬件電路和軟件程序上都進行了抗干擾設計。
　　對定量施肥機進行了室外施肥均勻性試驗和田間施肥試驗。試驗結果表明，所設計的定量施肥機控制系統(tǒng)達到設計要求