卷盘式喷灌机太阳能智能驱动控制系统

为充分发挥卷盘式喷灌机的水力性能,降低喷灌机能耗,并实现喷灌机喷洒速度的自动控制,以电驱动代替水涡轮驱动,并开发了智能控制系统.采用太阳能系统供电,永磁无刷直流电动机驱动卷盘,设计了基于MSP430F169单片机为检测和控制核心的驱动控制系统.该系统主要包括太阳能充电控制器,电动机控制器,隔离电源模块,电动机电压、电流检测模块,蓄电池电量检测模块,电动机霍尔测速模块,卷盘转速和回卷层检测模块以及键盘和液晶模块.研制了各模块软硬件,实现了对卷盘各项运行参数的测量显示和喷洒车移动速度的自动控制,试验结果表明,该智能驱动控制系统运行稳定,能实现喷洒车的匀速回收.该系统为实现卷盘式喷灌机变量灌溉提供了有效的实现方式和技术手段.     

JP75型卷盘喷灌机传动效率分析与试验

为验证理论计算公式在卷盘喷灌机传动效率上的适应性,通过对卷盘喷灌机传动效率影响因素的分析,计算出卷盘喷灌机的传动效率,同时设计了一套卷盘喷灌机传动系统测试试验台。该试验台采用永磁无刷直流电动机代替原有机型的水涡轮实现卷盘的驱动,转矩转速传感器用来测试电动机的输出转速和转矩,负载端通过定滑轮和钢丝绳悬挂不同质量的配重来模拟卷盘喷灌机在田间工作时的阻力。结果表明:在同一挡位时,传动系统效率随负载的增加逐渐提高。在相同负载时,输入转速的增加导致传动系统效率下降。在常用输入转速和输入扭矩的范围内,使用理论公式计算得出的传动效率值与试验值相对误差不大于7%。该理论计算公式为卷盘喷灌机传动系统的设计与优化提供了依据。     

卷盘式喷灌机卷盘驱动负载计算与分析

为优化卷盘式喷灌机驱动结构,研制高效卷盘喷灌机驱动器,需要对卷盘式喷灌机的卷盘负载情况进行计算和分析。为此,以软管牵引式卷盘喷灌机为对象,建立了卷盘负载转矩计算的物理模型,理论推导了在运行时的卷盘负载转矩数学计算模型。以JP50和JP75型卷盘式喷灌机为例,按推导所得数学模型进行计算,得到了运行时卷盘负载转矩随已回卷PE管长度的变化规律和估计值。计算结果表明:JP50型卷盘式喷灌机运行时最大负载转矩约为960N·m,JP75型为6 001N·m;卷盘负载转矩随已回卷长度的增加而减小,且当卷盘回卷半径变化时,负载转矩将突然变大;负载转矩的大小和变化规律只与喷灌机的参数和运行条件有关,与运行时的速度无关。     

系列卷盘式喷灌机

该系列卷盘式喷灌机是由山东省农业机械科学研究所、山东华泰保尔灌溉设备工程有限公司在消化、吸改奥地利产卷盘式喷灌机优点的基础上,立足我国国情联合研制的。该系列机组具有品种齐全、性能指标先进、喷洒均匀、结构紧凑、操作简便、亩投资费用低、适用范围广等优点,便于农民根据自己的田块大小、水资源等情况,选择合适的机型。该卷盘式喷灌机主要由三部分组成:卷盘动力驱动系统、卷盘机架及输水管、喷灌小车。卷盘动力驱动系统是利用压力驱动机械涡轮,是卷盘式喷灌机的心脏。在卷盘式喷灌机工作时,压力水经输水管送到喷灌小车,由喷枪雾…     

微型电动拖拉机驱动系统设计

提出了以电动机作为动力的微型电动拖拉机驱动系统方案,在对微型电动拖拉机牵引作业和旋耕作业工况特性进行分析的基础上,给出了电动机所需功率的计算方法,选配了相应的电动机和调速装置;确定了传动系统的传动比,设计了传动系统机械结构;所设计的驱动系统依靠调节电动机的控制装置能实现微型电动拖拉机常用工作速度之间的无级变化。计算结果表明,所设计的电驱动传动系统能满足不同工况下的需求。     

基于农用STM32的电动机转速监测系统设计

农业作业环境复杂,实时监控农用电动机转速对判断电动机运行状况具有重要意义。笔者设计了一种电动机转速监测系统,该系统主要由光电开关传感器、触发圆盘、OLED、STM32单片机组成,通过单片机的定时器中断和外部中断功能,可实现对电动机转速的实时监控,通过IIC通信技术,可实现转速数据的可视化。该系统抗干扰能力强、精度高、实用性强,适用于恶劣的农业作业环境,同时为其他转速监测方案提供了设计依据。     

基于Android的农业生产远程监控系统

农业生产远程监控系统是基于Android应用平台开发的一款作物生长远程监控软件,该系统利用socket通信方式,将手机客户端与农业生产现场服务器相连,服务器通过无线通信方式获取农业现场传感器信息,利用自定义的通信协议与手机进行通信,实现农业信息查看与农业现场的远程控制。经过在黑龙江省依安县农业示范区的试验证明,该系统能降低农民及农业技术人员的劳动强度,提高农业信息化水平。     

自驱动集成式一体化喷灌机研发

自驱动集成式一体化喷灌机研发,集喷灌机自行走与喷水行车自行走功能于一体,用柴油机或电动机替代水涡轮实现喷水行车的自动回收,降低能耗,根据需要选配水泵和动力装置。与传统绞盘式喷灌机相比,一体化移动式喷灌设备进行灌溉,避免了行车过程中对庄稼的损坏,可以使灌溉面积控制更加灵活,所包含的地段广阔,灌溉投资成本低廉,且劳动强度较小,适用于小地块喷灌作业需要,尤其适合应急抗旱时使用。     

基于蜗轮蜗杆的卷盘喷灌机传动设计与优化

为了扩大卷盘喷灌机的调速比范围,加大传动比以及提高其效率,以直流电动机驱动的JP75型卷盘式喷灌机为基础,重新对该型号机器进行了基于蜗轮蜗杆的大传动比结构的设计与优化.新型传动结构根据喷洒车运行速度将其分为两档传动,以蜗轮蜗杆传动代替部分直齿圆柱齿轮传动,降低了传动的级数.针对初步确定的传动系统设计参数,运用Matlab遗传算法工具箱,以传动效率最高与齿轮减速箱体积最小为目标函数进行多目标连续离散混合变量的遗传算法优化.对初始分配的链传动,直齿圆柱齿轮传动以及蜗轮蜗杆传动各级齿数,齿宽系数等关键参数进行了相关优化,优化后的结果和试验测试表明:与初始设计参数对比,第一档传动总效率提高了13.77%,第二档传动总效率提高了13.11%,同时总体积减少了10.30%.新设计的传动系统方案为新型转盘喷灌机的研发升级提供有益的借鉴.     

卷盘喷灌机水涡轮性能测试系统数据校正

为保证卷盘喷灌机水涡轮性能测试数据的真实可靠,需要对卷盘喷灌机水涡轮性能测试系统进行数据校正。为此,通过建立卷盘喷灌机水涡轮性能参数采集数据的数学模型,推导出水涡轮参数采集数据与实际数据的函数关系,得到参数测量误差与实际信号的对应关系;在保证性能测试系统试验条件与试验环境相对稳定的条件下,计算出各性能参数的校正参数,并基于Lab View开发平台对卷盘喷灌机水涡轮性能测试系统数据校正进行软件设计。通过误差分析表明:本研究对卷盘喷灌机水涡轮性能测试系统的数据校正符合GB/T3216-2 0 0 5《回转动力泵水力性能验收试验1级和2级》的规定,可以有效提高卷盘喷灌机水涡轮性能测试系统测试数据的准确性。     

山地单轨电动遥控运输机设计与试验

针对汽油机为动力的单轨运输机及时停止控制和执行结构复杂,需要额外增加电控系统的问题,结合直流电机作为驱动力易于控制、结构紧凑、无污染的特点,设计一种适合在山地运行的单轨电动遥控运输机。通过对运输机和拖车组成的运输整机进行最大爬坡角度的受力分析,获得满足运输机爬坡需要的最小牵引力;设计和制作运输机驱动机构、传动装置等关键部件,并对直流无刷电动机、蓄电池、限速和失电制动电机等进行选型,设计制作以蓄电池为动力、无刷直流电动机驱动的山地单轨电动遥控运输机。所设计制作的运输机可以搭载250 kg负载,设计额定行驶速度为0.6 m/s,使用时根据实际运行需要,速度可在0~0.6 m/s之间调节,设计制作的运输机技术指标达到了设计要求。在运输机自身功率消耗条件下：水平和下坡运行时,速度对整机功率消耗影响较大,装载质量对功率消耗影响很小;上坡运行时,速度和装载质量对整机功率消耗影响都较大。根据不同工况对电机进行调速,可实现高效运行的同时解决满载大角度爬坡时蓄电池输出电流过大的问题。     

喷灌量与喷灌形状的精确控制方法及技术

通过对精确喷灌方法的研究,研制了单片机控制的精确喷灌系统,该系统通过单片机控制步进电机从而控制单喷头的转动;同时通过单片机控制变频器从而改变潜水电泵电机的转速,对喷头的出口流速进行调节,实现对喷射距离的控制。在给定形状的区域内各操作单元按给定的喷水量进行精确喷灌,达到在喷灌形状和区域内实现各操作单元喷水量调控的目的。经初步试验表明,该系统能实现喷灌量和简单喷灌形状的控制。     

喷灌和软管灌溉两用机组水量分布特性与试验

喷灌和软管灌溉两用轻小机组具有喷灌和软管灌溉两种灌水方式,且有高度可升降、喷幅可调等特点.采用理论分析和试验验证相结合的方法,对该机组水量分布特性进行了研究,分析了影响机组水量分布特性的因素,计算了机组在配置喷灌和软管灌溉系统时的喷灌强度、均匀系数,结果表明,影响机组水量分布均匀性的主要因素是所配置灌水器的水量分布特性、灌水器配置间距、行走速率、土壤和地形、风速等.在室内试验时,机组喷灌均匀系数达95%以上,软管灌溉均匀系数达90%,可满足灌溉需要.     

可远程控制的家用微型滴灌系统研究

为解决庭院观赏植物自动灌溉及家中长时间无人条件下的灌溉问题,设计了可远程控制的自动滴灌系统。该系统可通过按键或短消息指令实现灌溉的开启与停止,也可工作于无需人为干预的全自动模式。利用GSM网络,通过手机发送短消息指令实现灌溉的远程控制。当灌溉启动后,无有效停止指令时,系统灌溉到设定的最长时长2h后会自动停止,也可利用短消息终止灌溉。同时,系统能自动发送应答短消息及长期无有效灌溉的提示短消息。通过调整灌溉水压、灌溉时长、滴孔直径及数量等参数,可实现不同灌溉对象需水量的调节,实现对不同植物的精确灌溉。控制系统的进水端可直接与自来水管连接,也可与配置的储水箱连接。实验结果表明,系统能实现各种控制功能,运行稳定可靠。     

卷盘式喷灌机研究进展与发展趋势分析

为促进我国卷盘式喷灌机快速发展,提高对卷盘式喷灌机关键技术的整体认识和比较国内外差距,本文概述了国内外的发展历程和卷盘式喷灌机的主要类型和机型,从内外特性指标两方面,阐述了影响卷盘式喷灌机的关键因素及研究现状,总结出喷头车行走速度的均匀性、行走速度与喷头旋转扇形角及速度的匹配关系、喷头车运行稳定性、喷头进口压力的稳定性、喷头的姿态和地形等是影响喷灌均匀性指标的关键因素,各组成部分的能量转换效率和优化匹配是影响整机能耗的关键因素。分析了卷盘式喷灌机驱动动力、传动系统、速度控制、关键环节能量转换和喷头车稳定性等关键技术的研究进展和存在的问题。提出了我国卷盘式喷灌机需要重点研究的应用基础和关键技术问题,展望了卷盘式喷灌机多功能和智能化的发展趋势。     

抓草机电动助力转向系统的控制与仿真研究

为了改善农用抓草机的转向操纵灵活性、减轻驾驶员的劳动强度,设计了一种适合抓草机的电动助力转向控制策略。根据简化的抓草机电动助力转向物理模型,给出了抓草机电动助力转向系统的数学模型;设计了合适的助力特性曲线,采用PID和直流斩波控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制。仿真结果表明:助力特性与所设计的助力特性基本一致,且随着车速提高,转向盘上的转矩也相应增加。设计的控制要求策略既提高了转向的轻便性,又保持了驾驶员的路感,可满足抓草机在转向操作稳定性要求。     

基于双闭环PID控制的拨禾链转速控制系统研究

为了解决玉米收获机割台拨禾链转速缺乏自动控制系统,引起玉米茎秆推倒的问题,以收获机车速为参考值,使用拨禾链转速与扭矩为反馈值,设计了一种基于双闭环PID控制的拨禾链转速控制系统。经过对关键参数的计算,使用AMESim软件进行了系统建模,并进行了仿真。仿真结果表明,双闭环PID控制系统对转速信号的阶跃响应时间最大为0.87s,最大超调量为2.63%。控制系统受到拨禾链阻力矩阶跃信号影响时,转速最大下降率为6.34%。拨禾链系统的消耗功率相对于纯机械传动降低了5.3%。该控制方法为玉米收获机拨禾链系统的设计提供了新的思路。     

马铃薯水肥一体化脉冲控制浓度自调整系统设计 —基于PLC控制

结合当前我国马铃薯水肥一体化灌溉的发展趋势及发展需求,设计了一款基于西门子PLC精确控制的水肥一体化系统,相比于单片机控制,系统在运行稳定性、混肥均匀性、系统响应时间、水肥利用率均得到了显著的提升.系统由水源工程、首部控制系统、输水网管组成.控制枢纽系统以西门子PLC为核心,配合远传压力表和电导率、酸碱度传感器可以实时...     

低压可调幅式喷灌机研制

通过分析国内喷灌发展中存在的问题,介绍了一种新型低压可调幅式喷灌机。该机型采用可升降的伸缩式桁架,实现喷幅可按地块的大小任意调节,喷灌机桁架高度可按作物高度进行升降,最大限度地减少了喷灌的漂移损失,节约了灌溉用水;配套的低压喷头,降低了系统工作压力,降低喷灌能耗。低压可调幅式喷灌机既可作为新开发地区的喷灌机型,也可与低压管道输水或渠道灌溉相结合,变低压管道输水或渠道灌溉为喷灌,提高了喷灌水源的灵活性。