电动烟草打顶抑芽机控制系统研究

对一种电动烟草打顶抑芽机的控制系统进行了设计研究。该控制系统的主控芯片为PIC18F13K22,输入信号主要包括剪刀位置信号、喷药量调节信号、电池电压信号和工作开关信号。其中,剪刀位置检测采用霍尔传感器,输出控制信号主要控制电机、电磁阀、蜂鸣器及指示灯,电机采用控制芯片MC33886进行控制。对该机械喷药量的准确性进行了试验测试,验证了机械的精准性,其平均偏差为2.26%。该设计实现了电动烟草打顶抑芽机的半自动化,有效提高了烟草打顶抑芽的工作效率及质量,进一步推动了烟草农业机械化进程。     

烟草打顶抑芽机无线控制系统设计与试验

为改进现有智能烟草打顶机数据传输和烟草打顶高度精准识别不足等问题,增强检测算法的实用性和鲁棒性,设计了烟草打顶抑芽机无线控制系统。首先利用无线路由系统进行图像采集;然后采用MSRCR算法对图像进行预处理,消除光照对烟草高度识别的影响;再通过同心圆摄像机标定算法对烟花进行定位,确定打顶高度;最后通过单片机控制步进电动机和电磁阀分别进行打顶作业和抑芽剂的喷施。试验结果表明:该高度检测算法在静态试验下烟花识别率达到98.5%,摄像机标定精确度达96%,打顶准确率达95%。打顶准确率高,抑芽剂喷施精准,系统运行稳定可靠,满足烟草打顶的农艺要求。     

双行智能烟草打顶抑芽机检测控制系统设计与试验

为提高烟草打顶抑芽作业工作效率,降低劳动强度,采用机器视觉技术进行烟草智能打顶抑芽作业。首先对烟叶和烟花色彩特征进行分析,利用潘通色卡选取与绿叶相似的印染布作为图像采集背景,减小烟花提取难度;以普通摄像头作为图像采集装置,对烟草图像进行处理,在可见光波段利用颜色特征进行烟花位置定位,确定具体打顶高度;最后通过工业控制机和单片机控制步进电动机、电磁阀,实现烟草打顶抑芽的快速、实时作业。田间试验表明:该烟草智能打顶机作业效率2~3 s/株,烟花检测准确率96%左右,打顶准确率90%左右,抑芽剂喷洒准确率80%左右;满足设计要求,能够有效提高作业效率和作业效果。     

烟草夹持式智能打顶机设计与试验

针对烟草现有打顶抑牙机难以实现烟花收集的问题,设计了一种夹持式智能打顶机,主要由高地隙作业底盘、夹持式智能打顶装置与收集装置组成。夹持式智能打顶与收集装置主要由烟草高度图像识别控制系统、升降机构、夹持输送机构、切割机构、刀片消毒系统、抑牙剂喷施系统和收集系统组成,可实现烟草高度识别、打顶高度调整、烟花收拢、夹持切割、刀片消毒、抑牙剂喷施与烟花收集等联合作业,具有结构紧凑、功能齐全和智能化程度高的优点。在打顶升降机构中采用配重来平衡打顶机构的质量,降低了起升电动机的驱动力矩,能够节约64%的能源。试验结果显示,该机打顶准确率为95%,收集率达到98%,能够满足使用要求。     

往复螺杆背负式水肥机控制系统设计

针对一种往复螺杆背负式水肥机的控制系统进行了设计。采用PIC18F23K22为主控芯片,输入信号主要包括电机信号、水肥喷施量调节信号和两个工作开关信号,主要控制电机、电磁阀、蜂鸣器及指示灯。同时,设计了电机过流保护电路,大大提高了系统的安全性和可靠性,并基于硬件结构和实际的工作流程,设计了软件系统,进行了水肥喷施量准确性的试验测试。结果表明:喷施误差在5%以内,提高了肥料利用率,减少了肥料残留,具有良好的经济效益和环境效益。田间试验结果表明:水管可自动松放,亦可在电机和往复螺杆导向机构作用下呈螺旋形自动均匀地缠绕在卷管筒上,无需人工重装水肥,提高了工作效率,具有良好推广价值。     

农作物打顶机夹持打顶机构的设计与试验

目前,我国烟草、棉花打顶主要依靠人工,存在劳动强度大和效率低的缺点;现有的机械打顶主要采取割刀向前滚动切割的方式,存在打顶不精确、烟花无法收集等弊端。针对这些问题,设计了一种夹持打顶机构,主要由左右扶禾器、夹持皮带、浮动张紧轮、浮动张紧轮摆动铰链、切割刀、弹簧、直流夹持电机和割刀电机组成。该机构可实现烟芽的收拢、夹持切割、割刀消毒及抑芽剂喷施等作业,具有结构紧凑、功能齐全的优点。同时,通过烟草茎秆切割力学特性试验,得出剪切规律,为烟草打顶切割力的研究提供了试验依据。田间试验结果表明:该机构打顶准确率为97%,夹持准确率为98%,能够满足使用要求。     

基于顶芽智能识别的棉花化学打顶系统研究

设计了基于顶芽智能识别的棉花化学打顶系统,为实现精准作业,合理高效使用棉花化学打顶药剂,以减少因化学打顶剂的过度使用造成的环境污染。该系统主要由棉花顶芽识别系统、控制系统和喷施系统组成。采用YOLO v5s算法构建棉花顶芽识别模型。控制系统采用STM32F407单片机,负责接收识别系统的信号,并对各个棉花打顶剂管道进行控制。同时,显示界面能够实时显示机具行驶速度、药液流量、打顶剂液位等参数。试验结果表明,在田间全天光照试验中,上午和下午时间段识别效果最优;在速度0.4 m/s下,平均识别率约为94%;信号发送区间为100 mm时,成功向下位机发送信号的成功率达到92%;田间对靶喷施试验表明,有效喷施率为94%,满足作业要求。     

烟草打顶机械化技术及应用现状

目前,我国在烟草打顶抑芽作业过程中都是以人工作业为主,其劳动强度大,工作效率低,严重制约着我国烟草产业的发展。为此,阐述了在烟草生产种植过程中进行打顶抑芽的原因、作用和打顶抑芽机械国内外的发展现状,并指出了今后烟草打顶机械的发展趋势,给出了我国烟草打顶抑芽机械研究的建议,为烟草田间打顶抑芽作业机械化的发展提供了参考。     

轻便式烟草打顶抑芽机剪切机构的设计

我国西南地区大面积种植烟草,抑制顶端优势是提高烟叶品质的重要手段。目前,多采用人工打顶方式,加之行间烟叶茂密且易损坏的特点,使得人工打顶抑芽劳动强度和作业量非常大,因此,开发一种代替人工作业的打顶抑芽装备成为亟待解决的问题。文章针对丘陵山地种植的烟草实现自动化打顶抑芽作业的需求,创新设计出轻便式烟草打顶剪切机构,并利用电动机实现驱动。该剪切机构设置齿轮齿条传动,结构简单、能耗低。通过计算、试验,确定了剪切机构的参数和选择了电动机的参数。样机试验结果表明,所设计的剪切机构能够完成相应的剪切打顶作业。该剪切机构结构简单,携带轻便,使用可靠,可操作性强,为打顶抑芽机的推广应用提供了依据。     

烟草打顶机的研究现状与发展思路

烟草打顶抑芽的机械化作业能实现节本增效,解决劳动力不足的难题。文中介绍了国内外烟草打顶机的现状和研究进展,分析了现有烟草打顶机的结构、工作原理和性能特点,阐述了烟草打顶机存在的问题,指出烟草打顶机械化作业是大势所趋,总结了烟草打顶机总体的发展正朝着联合作业机械化、智能化和精准化方向发展,并就打顶机机型的研发、作业方式和种植经营模式等给出了发展建议。     

柴油机单体泵喷射控制EPS系统设计与试验

针对柴油机单体泵喷射系统高实时性要求,通过对单体泵控制原理的分析,采用位置同步、角度时钟驱动概念,设计了发动机位置同步系统硬件和喷射系统软件,最高喷射精度达到0.023 4℃A,电磁阀峰值和保持电流分别为12 A和8 A,试验结果表明,该系统不仅实现了快速精确控制喷油,而且具有冗余控制功能.     

基于单片机的可遥控可感光的窗帘设计

本文是利用单片机作为控制硬件,结合C语言编写软件程序,设计可遥控可感光的窗帘智能控制系统。控制系统的CPU采用的是STC89C52,电路由键盘、显示电路、红外线遥控、光敏电阻、步进电动机等组成。通过定时、遥控、红外传感器控制步进电机来实现窗帘的开闭;由光敏电阻检测光源强度,以显示外界光照的强度;由红外线接收头作为遥控的控制方式,控制窗帘的开关。本设计实现了自动感光控制窗帘和红外线遥控开闭窗帘的设想,并具有定时开闭,温度测量和报警功能。     

柔性底盘驱动控制系统设计

为了实现农业运作平台的数字化,设计了一套基于偏置轴驱动轮的柔性底盘控制系统。主要进行了单轮驱动控制系统的设计:驱动控制器接收中央控制器输出的信号,决定电磁摩擦锁绕组的锁紧力和平衡位置电机的转动位置;控制器中单片机将相对转角与油门信号叠加作为输出控制信号,通过集成驱动电路,采用PWM方式控制轮毂电机速度。     

车载喷雾机变量施药控制系统的设计

将基于单片机的控制系统应用于农业生产过程中,实现了变量施药作业,提高了农药利用率,减少农药残留和环境污染。该系统采用单片机作为控制核心,能够根据需要自动地调节喷雾量。为此,阐述了施药系统的变量原理,重点介绍了控制系统硬件电路和软件程序的设计。仿真和田间实验表明,该系统稳定可靠,可操作性好,能够满足农业生产的要求。     

脉宽调制间歇喷雾变量喷施系统施药量控制

采用6013型直动式高速电磁阀、TR80-05型圆锥雾喷头、DBEE6-1X/50型先导式比例溢流阀和自制的PWM变量喷施控制器,设计了一套PWM间歇喷雾式变量喷施系统.就隔膜泵输入轴转速、喷头位置、喷雾压力、PWM控制信号频率和占空比等因素对喷头喷雾流量的影响进行了试验测试,采用单因素线性拟合法建立了0.2、0.3和0.4 MPa喷雾压力下TR80-05型圆锥雾喷头的喷雾流量计算模型,得出了相应的施药量控制模型,并对整个PWM变量喷施系统的施药量控制性能进行了试验测试.测试结果表明:喷雾流量受喷头位置和PWM控制信号频率的影响很小,而受喷雾压力和PWM控制信号占空比的影响很大;在启用喷雾压力稳定控制功能的情况下,隔膜泵输入轴转速对喷雾流量的影响很小;在该电磁阀与喷头组合下,系统流量调节范围约为10∶1;当目标喷雾流量大于等于0.3 L/min时,喷雾流量控制误差在±4％范围内;整个系统的施药量控制误差在±6％范围内.     

棉花打顶机自动对行装置设计与试验

为了提高棉花打顶机的自动化水平,以高地隙底盘棉花打顶机为载体,利用传感器技术、电机控制技术和PLC控制技术,结合机采棉品种棉花种植模式,设计了棉花打顶机自动对行装置。该装置主要由检测机构、对行机构、电机控制系统、电子控制系统和控制软件组成。采用RecurDyn软件对检测机构进行运动仿真,探究运动规律,为角度传感器选取提供理论依据;利用角度传感器获取棉株偏行量,建立检测杆转动角度与步进电机步进量和转动方向之间的对应关系,通过控制步进电机的步进量和转动方向实现对偏行棉株的精确打顶;通过人机交互界面对控制系统进行实时监测,以提高驾驶直线度。为避免侧枝干扰,对两侧低侧枝情况控制系统采用位置信息对比方法获取主茎秆位置;对单侧低侧枝情况按原程序执行,田间实测表明该误差可忽略。田间试验表明,与人工对行相比,自动对行平均偏行量减小了8.08cm,同比降低56.62%,无偏行率同比提高275%。     

基于西门子S7-200 PLC的隧道风量控制系统设计

采用西门子S7-200 PLC结合外围设备构建隧道风量控制系统,整个系统包含硬件和软件两个部分,在具体论述中对系统设计需求进行了概述,介绍了硬件部分主要元器件的选型、I/O端口分配及电路构成工作原理,在此基础上对系统的梯形图软件程序设计进行了详细阐述。该系统能够实现对高速公路隧道风量的智能化控制,有效调节隧道内的氧气含量,具有很强的实际应用价值。     

恒压供水系统中的变频调速控制

介绍了变频调速系统在恒压供水系统中的应用,并采用８９Ｃ５１单片机来组成微机控制系统,通过对硬件和软件的设计,实现了恒压供水系统的数字控制。即由水压传感器测量管理中水的压力,并将其转换成变频调速系统的频率输入信号、通过软件编程,形成脉冲宽度调制（ＰＷＭ）信号,来控制变频器主电路中功率元件的导通和截止,从而实现对水泵电机的变频调速,达到恒压供水的目的。     

球形水果实时分级PLC控制系统

研究了由计算机、CCD摄像头、光电传感器、PLC、电磁阀、空气压缩机等组成的球形水果实时分级控制系统的实现方法。系统由PLC接收光电传感器信号后,确定水果位置信息,然后控制计算机采集图像。当计算机发出控制信号后,通过PLC控制电磁阀进行吹气动作。样机试验表明,当通过计算机把水果等级信号传递给PLC后,电磁阀的吹气动作能有效地把水果吹下输送线,试验中准确率达到94.6%。     

基于单目视觉的电动小车设计

开发了一辆能够识别赛道并自动巡线行驶的单目视觉智能模型车。包括自制的系统板、数字CMOS摄像头、传感器、编码器、转向舵机及驱动电机。传感器模块采用OV7620摄像头和编码器分别采集赛道图像和车轮转速并传输给单片机作为控制依据,小车采用BTN7971的H桥驱动实现电机的正反转,并通过改变PWM信号的占空比调节电机转速和舵机转向的角度;软件程序部分采用MK60单片机对赛道图像进行基于动态阈值的二值化处理,根据二值化处理所得到的赛道黑白图像提取出赛道中线和小车位置偏差等信息并进行赛道识别,小车依据赛道信息采用PID控制算法实现电机转速和舵机转向的闭环反馈调节。整个系统的电路结构简单,控制决策优良,可靠性能高,实验测试结果满足要求。