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文檔簡(jiǎn)介
1、本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,針對(duì)噴桿轉(zhuǎn)動(dòng)控制問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種基于多楔帶傳動(dòng)的噴桿平衡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由超聲波檢測(cè)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)三部分組成。為了保證多楔帶傳動(dòng)精度建立了多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,研究多楔帶縱向動(dòng)剛度和阻尼對(duì)傳動(dòng)精度的影響;為了保證噴桿平衡檢測(cè)精度設(shè)計(jì)了超聲波傳感器檢測(cè)系統(tǒng),研究各影響因素對(duì)超聲波傳感器測(cè)距精度的影響。最終,通過(guò)階躍試驗(yàn)研究了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,確定了系統(tǒng)的啟動(dòng)閾值;通過(guò)田間試驗(yàn)研究了系統(tǒng)對(duì)噴桿平
2、衡的控制效果,獲得了系統(tǒng)最佳參數(shù)組合。
主要研究工作包含以下幾個(gè)方面:
(1)噴桿平衡控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
針對(duì)噴桿轉(zhuǎn)動(dòng)控制問(wèn)題,在現(xiàn)有噴霧機(jī)上設(shè)計(jì)了一種基于多楔帶傳動(dòng)的噴桿平衡控制系統(tǒng)。給出了噴桿平衡檢測(cè)原理、多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu),并根據(jù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成對(duì)主要硬件進(jìn)行了優(yōu)選,根據(jù)控制要求對(duì)控制程序和控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì),總體上完成噴桿平衡控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。
?。?)多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
3、
建立多楔帶傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力力學(xué)模型,研究多楔帶縱向動(dòng)剛度和阻尼因子對(duì)傳動(dòng)精度的影響,獲得傳動(dòng)系統(tǒng)中多楔帶輪轉(zhuǎn)角和噴桿轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。主要結(jié)論為:當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率不大于6Hz時(shí),對(duì)應(yīng)多楔帶三個(gè)安裝位置,多楔帶輪輸入轉(zhuǎn)角θ1和噴桿輸出轉(zhuǎn)角θ4之間傳動(dòng)關(guān)系分別為:4θ1?20θ,4θ1?16θ,4θ1?12θ。這三種轉(zhuǎn)角傳動(dòng)關(guān)系,為后文步進(jìn)電機(jī)控制脈沖的個(gè)數(shù)計(jì)算提供依據(jù)。
(3)噴桿平衡檢測(cè)精度的影響因素試驗(yàn)研究
4、 設(shè)計(jì)超聲波傳感器檢測(cè)系統(tǒng),研究不同反射平面、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和波束角對(duì)超聲波傳感器檢測(cè)噴桿平衡的影響。主要結(jié)論為:
?、僮魑锕趯邮杳芏群推秸葘?duì)超聲波傳感器的測(cè)距精度影響較大。為了減小不同作物冠層特性對(duì)噴桿平衡檢測(cè)精度的影響,可以將地面作為超聲波傳感器的反射平面。此時(shí),為了防止作物枝葉對(duì)超聲波傳感器測(cè)距精度的干擾,需在噴桿上對(duì)應(yīng)位置安裝分行器,以確保超聲波打到地面。
?、谠趪婌F機(jī)行駛速度范圍內(nèi),超聲波傳感器測(cè)量平均值與實(shí)際距離
5、值最大誤差0.689cm,測(cè)量值最大樣本方差為0.165cm,并且這一結(jié)果還是在不考慮噴霧機(jī)底盤(pán)振動(dòng)的情況下獲得的,所以超聲波傳感器相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)噴桿平衡檢測(cè)精度的影響很小。
③超聲波傳感器偏轉(zhuǎn)角在[-12°,+12°]范圍內(nèi)變化時(shí),測(cè)距誤差很小。偏轉(zhuǎn)角在[-13°,-15°]和[13°,15°]范圍內(nèi)變化時(shí),測(cè)距誤差迅速增大。但是,由于噴桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度一般在[-5°,+5°]范圍內(nèi)變化,所以超聲波傳感器波束角對(duì)噴桿平衡檢測(cè)精度的影
6、響很小。
?。?)噴桿平衡控制效果試驗(yàn)研究
設(shè)計(jì)階躍試驗(yàn)研究噴桿平衡控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,確定系統(tǒng)的啟動(dòng)閾值。設(shè)計(jì)田間正交試驗(yàn)研究不同系統(tǒng)參數(shù)對(duì)噴桿平衡控制效果的影響。具體結(jié)論為:
?、賴姉U平衡控制系統(tǒng)可以有效的減小階躍激勵(lì)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,試驗(yàn)獲得系統(tǒng)的最佳啟動(dòng)閾值為??5cm。
②田間正交試中噴桿平衡控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)噴桿平衡的控制,減小地面起伏造成的噴桿轉(zhuǎn)動(dòng)。在多楔帶安裝位置、電機(jī)轉(zhuǎn)速和多楔帶
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