玉米采摘智能控制系统的设计与试验

玉米收获机是玉米收获的重要机械,其工作参数及工作性能直接影响玉米收获机的工作效率。为此,针对目前玉米收获装置智能控制水平低、通用性差等问题,提出了一种玉米采摘智能控制系统,采用PID模糊控制对智能控制系统进行设计,并对牵引辊转速、作业速度和采摘高度进行了优化。同时,基于试验数据的预测模型对玉米采摘损失率进行预测,以降低玉米采摘损失率。田间试验结果表明:各工作部件响应迅速,超调量和稳态误差相对较小,所建立的控制策略可在不考虑工况负荷的情况下,对玉米收获机各工作参数进行优化;玉米采摘损失率为1.67%,籽粒破损率为3.38%,含杂率为1.09%,收获损失满足玉米生产标准,且系统运行正常、智能化程度高、操作方便,满足预期设计要求。研究结果可为玉米收获机自动化控制的研究提供技术参考。     

勇猛机械“智造农机”的探索

<正>国外玉米收获机技术简介目前,国外玉米收获机的研究与生产技术已经成熟。当前,所有新型玉米收获机操纵控制系统均采用电子信息技术及GPS系统,使玉米收获机作业实现最佳化。由于国外种植方式多为一年一季,收获时玉米籽粒的含水率很低,大多数国家均采用玉米摘穗并直接脱粒的收获方式。主要特点有:可靠、高效、大型、大     

一种电驱动玉米收获机控制系统设计

农用收获机在现今的农业生产中发挥着日益重要的作用,文章结合玉米联合收获机的特点,以玉米收获机电驱动方案和控制系统的设计为研究目标,针对玉米收获机的结构特点和控制方案进行研究分析,设计一种依靠电驱动的玉米收获机控制系统。     

玉米收获机低损脱粒智能控制系统半实物仿真平台设计

针对玉米籽粒收获机低损脱粒智能控制系统开发受场地和季节影响较大的问题,设计了一套低损脱粒智能控制系统半实物仿真平台。该仿真平台由仿真平台控制器、操作面板、演示面板、扶手箱、显示器和上位机组成。分析了玉米籽粒收获机低损脱粒智能控制系统的组成和收获控制器的测试需求,建立了玉米籽粒收获机关键作业参数调节过程的数学模型,基于STM32F407型单片机搭建了硬件在环仿真测试系统,并完成了试验台设计。进行了仿真平台和玉米籽粒收获机在空载条件下的作业参数调节开环对照试验,其中,滚筒转速仿真误差的数学期望为0.126r/min,标准差为0.776r/min;作业速度仿真误差的数学期望为-0.022km/h,标准差为0.094km/h;凹板间隙仿真误差的数学期望为0.041mm,标准差为0.147mm,验证了仿真平台对执行机构调节过程模拟的有效性。进行了信号模拟测试和收获控制器自动控制策略仿真测试,结果证明了仿真平台可用于玉米籽粒收获机智能控制系统的开发和控制策略的测试,提高了系统开发效率,缩短了开发周期。     

基于单片机控制的玉米收获机器人转向系统

玉米作为我国主要农作物之一,其收获劳动强度大,作业环境恶劣,是整个玉米生产中最耗时和费力的环节,改善驾驶员的工作环境,减小劳动强度成了玉米收获机发展的必然趋势,即通过研制相应的机器人来实现玉米收获机的无人驾驶。为此,介绍了一种基于单片机控制的玉米收获机器人的转向系统,包括该系统的组成结构、功能实现以及软硬件设计。通过在电脑上进行模拟仿真以及现场的安装调试,最终研制出了一种基于单片机控制的转向系统,该系统简单稳定,可用于多种农业机械的转向控制。     

基于CAN总线的玉米收获智能控制系统研究

玉米收获机作为玉米收获的主要机械,其工作性能直接影响作业效率和收获质量。针对我国玉米收获关键技术有待突破、智能控制技术不成熟且实用化程度低的问题,提出了一种基于CAN总线的玉米收获智能控制系统。根据玉米收获机摘穗损失控制、籽粒破碎控制、清选损失控制、自动对行以及故障诊断等智能收获关键控制技术的功能要求,基于CAN总线的玉米收获智能控制系统共设置9个CAN节点;通过对控制信号进行分析,并参考SAE J1939,制定了应用层通讯协议;针对智能收获关键控制技术,建立了相应的控制策略,实现了多参数自适应联合调控、数据的实时采集与显示、跑偏校验与故障诊断;通过整机搭载和田间试验,验证了CAN通讯协议的合理性及控制策略的有效性,系统满足可靠性与实时性要求,工作性能良好,实用性强,是玉米收获机作业控制的有效解决方案。     

玉米联合收获机自动对行控制系统的研究

以自走式玉米联合收获机为载体,研制一种玉米联合收获机自动对行控制系统。系统采用TMS320F2407、XC3S500E作为核心控制芯片,通过触摸屏设置控制参数,采用PID控制方式进行对行调节。试验结果表明,该系统在PID调节速度环为800、轮向轮偏转角度值为800、收获机在一档高速作业时自动对行的效果最佳。玉米联合收获机自动对行控制系统实现了收获机割道与基准玉米行的自动对行功能,提高了收获机的自动化程度。     

一种玉米收获机控制系统的机器学习算法应用

为进一步提升我国玉米收获机的作业水平、降低其籽粒损失率，基于机器学习算法理念，针对其控制系统展开优化研究。以玉米收获机控制系统的结构组成为基础，恰当地选择对象与目标明确的机器学习算法为应用核心，建立系统的控制模型，同步实施系统的硬件配置以满足机器学习算法在进行收获作业时各功能要求的实现，并展开此机器学习算法应用下的玉米收获机作业试验。试验结果表明：经机器学习算法应用前后对比，应用后的玉米收获机控制系统的控制精度相对可提升7.92%,在保证了秸秆切断合格率与苞皮去除率的前提下，实现了籽粒损失率相对降低2.32%的良好控制作业效果，整机作业效率比机器学习算法应用前提升了5.12%,并提高了收获控制精度及收获籽粒完整性。     

液压泵站远程控制系统的PLC设计

本文对液压泵站远程控制系统采用PLC控制和上位机组态控制。系统PLC选取西门子S7—300系列,采用Win CC进行上位机软件设计。解决了传统液压站系统控制精度不高的问题,提高了系统工作的安全性和可靠性。     

玉米收获机低损脱粒控制系统的设计

玉米收获机低损脱粒是指在玉米收获过程中，通过科学的控制和管理手段，最大限度地减少玉米脱粒过程中的碎粒率和未脱粒率，实现玉米收获效率和品质的最优化。设计一种针对玉米收获机的低损脱粒控制系统，该系统基于嵌入式控制技术和CAN总线通信技术，通过对玉米脱粒过程的实时监测和控制，实现了精准的脱粒效果。系统主要包括传感器模块、控制模块和执行器模块。传感器模块采集玉米脱粒过程中的关键参数，如脱粒室内温度、湿度、压力等，控制模块根据传感器模块的反馈信号和预设的脱粒控制算法，实时调节脱粒机的转速和进料量，确保玉米脱粒的效果和损失最小化。实验结果表明，该低损脱粒控制系统能够有效地提高玉米脱粒效率，降低玉米损失率，具有很好的应用前景。     

基于移动4G的株距自适应玉米收割机优化设计

为了提高玉米收割机的株距的自适应能力、降低漏采率、提升工作效率,设计了一种新的株距自适应玉米收割机,大大提高了玉米收割机的作业精度和效率。依据移动4G信号的传播特性,设计了玉米株距实时测量系统,针对中国4G现场测试环境,研究提出了一种电波传播特性测量与建模方法,结合高性能测试仪器和虚拟仪器技术设计构建了3.5GHz测量系统。测量得到的株距量由A/D转换器转换为数字信号,再由单片机进行处理,对执行末端发出指令,调整玉米收割机割台分禾器的间距,从而可以对不同株距的玉米进行收割作业。对设计的玉米收割机进行测试发现:其株距自适应能力较好,可以随株距的变化自动调整分禾器间距,玉米穗的漏采率和破碎率较低,符合高精度作业玉米收割机的设计要求,为玉米自动化收割机械装置的研究提供了较有价值的参考。     

我国山药机械化收获技术研究进展

我国山药种植历史悠久,种植范围广泛,因受其自身生长特点、地理环境和种植模式的影响,山药收获机械化程度较低,大多采用人工收获。随着产业结构的发展,山药收获机械化的发展程度直接影响农户的经济效益。分析我国几种山药的种植特点,概述我国山药收获的主要方式,阐述行走系统、传动系统、开沟系统、土壤翻振机构、定位系统等山药主要收获装备和技术的研究现状和进展,简单论述国外山药收获机的研究,在此基础上指出我国山药收获机械化面临农机与种植环境融合不够、种植模式不统一、收获机具质量差、缺乏核心技术创新、收获功能不完善等问题,并对山药机械化收获装备面临的问题提出相关建议：因地制宜研制山药机械化收获设备、推进种植规程建设、学习借鉴发达的国家发展经验、提高核心部件的创新能力、研制联合收获机。     

基于机器视觉的玉米收获机器人路径识别

我国玉米种植面积和产量都很大,在农业中占有重要的地位,但收获环节耗费的成本惊人。玉米收获机器人能提高作业效率,极大地降低生产成本,具有广阔的应用前景。路径识别能力是机器人环境适应性的一个重要方面,而机器视觉主要用于农业机器人的路径识别。为此,设计了一种基于机器视觉的玉米收获机器人路径识别方法,并进行田间的实时图像处理试验。结果表明:该路径识别方法具有较好的田间适应性和实用性,经过载机结构改进和内部参数优化后能为玉米收获的智能化和信息化提供技术支撑。     

伊犁河谷玉米籽粒机械化收获现状及建议

玉米籽粒机械化收获是实现玉米全程机械化的关键,涉及到品种选育、栽培管理、农业机械、粮食收购和烘干等相关的环节和部门,在这项系统工程中需要各环节、部门和研究人员的紧密配合,才能更好地实现玉米全程机械化。该文针对伊犁河谷籽粒机械化收获的现状及存在的问题,通过对该系统中各相关环节、部门和研究人员的系统分析和思考,提出相应的解决措施,使其紧密配合和协同发展,为更好实现玉米全程机械化提供保障,加速当地玉米全程机械化的进程。     

基于计算机视觉技术的玉米植株高度检测的研究

玉米植株高度的检测对于玉米生长期间的营养调控有着非常重要的意义,玉米植株高度也是玉米种植密度的重要参数,更是玉米产量的影响因素之一。大范围地种植玉米,在玉米植株长势的整体控制上就会存在空白区,而引用计算机视觉技术可以全面、快速地检测玉米植株高度,提高检测数据的正确率,减轻测量工作需要的劳动强度和缩短测量时间。为此,基于计算机视觉技术来检测玉米植株高度,利用事先安装在田间的带有红外照明的摄像头采集白天和夜晚的玉米植株图像,通过图像分割、边缘轮廓计算、图像增强等方法处理图像后,测得玉米植株白天和夜晚两个时间段的高度,分析出植株的生长情况,控制其长势。研究结果表明:相较于人眼粗略的判断或是人工采用直尺测量,利用计算机视觉技术来测量玉米植株高度,可以大范围测量,且测量的速度快、测量结果误差小,最大程度地降低了人工的投入。     

玉米种子的机械损伤对其发芽率的影响

玉米种子质量是决定玉米产量的重要因素.目前,由于我国没有生产专用种子玉米脱粒机,玉米种子的脱粒只能采用打击原理设计的普通脱粒机,对玉米籽粒伤害较大,从而影响了种子在田间的出苗率以及植株整个生长发育过程.为此,针对不同部位有机械损伤的玉米种子对其发芽率的影响进行了分析,进而为新型低损伤玉米种子脱粒机的研制提供作用部位与作用方向的参考.     

2BMQJ6型气吸式玉米免耕播种机的研制

针对现有的型孔轮式、组合内窝孔式玉米免耕播种机对种子尺寸要求高、适应性差等问题,研制开发了一种对种子尺寸要求低、适应性强的用于小麦收割后直接播种的气吸式玉米免耕播种机。该机主要由机架、风机、划印器、播种单体、施肥系统和传动系统等组成,可一次性完成破茬、施肥、开沟、播种、覆土、镇压等作业。田间试验结果表明:该机的粒距合格指数≥8 5%,重播指数≤1 0%,漏播指数≤5%,种子破损率≤0.5%,性能指标优于行业标准;机具结构设计合理,作业时土壤扰动小,满足高速精密播种质量要求。     

Irrigation water prices for farmer-managed irrigation systems in Tanzania: a case study of Lower Moshi irrigation scheme

A computer program model for pricing irrigation water among beneficiaries was developed and tested. The data used for the purpose was collected from Lower Moshi farmer-managed irrigation scheme (FMIS) in northern part of Tanzania as a case study. The scheme has two intakes; namely Rau and Mabogini irrigation systems. Allam's mathematical model for allocating irrigation water price which was developed in Egypt (Allam, 1987) was adopted and adapted for the purpose. The results indicate that the irrigation water price depends on a number of structures serving the area, their installation costs, amount of water received by each tertiary block and water rights. The prices differ between different tertiary blocks within the same system and also between two systems that exist in Lower Moshi Irrigation Scheme (LMIS). This indicates that the model can be used as a tool by designers and planners for selecting the best designed irrigation system that farmers can afford to pay for its operation, maintenance and management. The mean irrigation water price value for Mabogini is Tshs. 12 151/-¹ while that of the Rau system is 10 414/-. To maintain uniformity of irrigation water price in the scheme, it is recommended that a mean value of Tshs. 11 283/- is used. Generally, farmers in Tanzania are used to contribute one bag of paddy which costs about Tshs. 10 000/- for maintenance works. Therefore, the irrigation water price derived from the model is reasonable and one the farmers can afford.     

自走式多功能穗茎兼收玉米联合收获机的设计与试验

为有效解决我国现有技术玉米联合收获机没有多功能玉米秸秆综合利用功能的缺陷,满足不同地区和用户对玉米秸秆利用的不同需求,实现玉米联合收获机的大范围跨区作业,设计了4YZD-4型自走式多功能穗茎兼收玉米联合收获机。该机采用板式摘穗单元组成上层果穗收获台,滚筒式切割器、秸秆输送铺放搅龙、浮动单双辊混合压送机构组成下层秸秆收获台,秸秆切碎还田装置和抛掷装置与整机底盘独立安装,能一次性完成玉米果穗收获、果穗剥皮和集箱,玉米秸秆切割、集条铺放、切碎还田、切碎回收、旋耕灭茬的联合作业功能,为我国大中型玉米穗茎兼收联合作业机械的研发提供了技术依据和应用实例。     

采摘机器人开放式控制系统设计

在采摘机器人控制系统设计中引入开放式控制思想,采用分层控制作为控制系统的体系结构。硬件平台由PC104工控机和PMAC2—104多轴运动控制卡构成。控制软件划分为任务层、系统层和伺服层。在6自由度机器人平台上,以腕关节的旋转自由度为例,进行初步测试。测试结果表明,当比例增益为34000,微分增益为4200、速度前馈增益为680、加速度前馈增益为1000时,系统具有良好瞬态响应特性、定位精度和速度控制性能。