免耕精量施肥播种机监控系统的研制

针对目前国内免耕精量施肥播种机缺少智能化监控装置,机手无法直接监测作业过程中出现的缺种、缺肥、耕深不达标等故障的问题,开发了一种免耕精量施肥播种机监控系统。通过触摸屏实时显示当前耕深、平均耕深、作业面积、作业速度、作业幅宽、行播种数及耕深曲线等,并可实现作业信息保存和查询,出现缺种、堵种、缺肥、堵肥、耕深不达标时,通过蜂鸣器进行报警提示;采用GPRS无线传输技术,作业信息可传输到远程管理系统,便于监管;通过卫星定位模块,实现机具作业路径的复现。田间试验表明:该系统工作稳定可靠,报警准确率高,对提升玉米播种机械自动化和智能化作业水平具有重大的意义。     

耕整地机械耕深电子监测装置的研制

为提高耕整地作业质量,研制一种耕整地机械耕深电子监测装置。介绍该装置的总体结构与工作原理,分析其技术先进性。通过性能试验,证明该装置能够实时反映耕整地作业耕深,使操作人员根据耕深变化随时调整耕整地机械,确保作业质量。     

基于角度检测的拖拉机悬挂耕深电液监控系统研究

针对长江中下游农业区土壤黏重潮湿、机具碾压导致地表平整度差、耕作时耕深不稳定等问题,提出了一种基于拖拉机车身俯仰角与悬挂装置提升臂转角的耕深监控方法。首先,对旋耕作业机组姿态进行分析,确定了耕深与角度之间的几何关系,建立了耕深控制模型,并利用角位移传感器和倾角传感器分别测量提升臂转角和拖拉机车身俯仰角的变化,从而间接确定耕深;然后设计了耕深电液监控系统,该系统可预设耕深和实时显示耕深;最后,选用Simulink软件通过仿真对耕深电液监控系统进行响应速度检验,仿真结果显示,系统能在0.6s达到稳定状态,满足耕深控制要求。进行了耕深自动监控系统准确性试验,结果表明,系统能检测因倾仰导致的三点悬挂下拉杆悬挂点高度的变化量,调控高度稳定在设定值,验证了系统的准确性。为检验耕深电液监控系统田间作业性能,选择所设计的电液监控系统与原机械调节系统进行了对比试验,结果表明,利用电液监控系统进行旋耕作业时,其在各工况中耕深稳定性变异系数不超过4.28%,耕深标准差和耕深稳定性变异系数均低于机械调节系统。     

深松整地作业检测仪

正深松整地作业检测仪是安装在深松机组上,具有卫星定位、无线通信、作业深度监测、机具识别、图像采集、显示报警等功能的装置。深松整地作业检测仪采集到的详细作业信息传输到农机深松作业远程监测信息平台,对农机深松作业进行质量分析,从而实现了对深松深度、面积及作业达标面积等作业质量指标数据进行记录并实时监控。深松整地作业检测仪的推广应用,加强了深松整地作业质量监管力度,提高了监管工作效率,降低了监管成本,保证了作业质量,规避了虚报作业面积、降低作业标准的各种风险,切实做到了深松整地保护性耕     

悬挂式深松机耕整地耕深检测方法研究

耕深作为深松作业质量的重要指标,长期以来无法实现在线评估,目前以人工抽测为主,误差大,效率低。以提高农机深松耕整地作业质量为目标,提出一种基于深松机组姿态估测的耕深检测方法及系统。首先分析了牵引拖拉机以及悬挂式深松机在作业过程中的运动轨迹,建立了拖拉机与深松机作业耕深检测模型。该模型通过检测安装在拖拉机后悬挂杆和悬挂式深松机上的姿态传感器输出角度,实时计算深松机耕深。为验证该检测模型的精度,设计了基于嵌入式ARM内核的耕深检测传感器和深松作业检测系统,该系统集卫星定位系统(GPS)、移动网络传输(GPRS)、数据存储(SD卡)等于一体,能实时采集深松机作业耕深、作业位置、作业速度及航向信息,数据存储在检测系统的终端设备中,并通过移动网络传送至远程数据中心做进一步融合处理,以对深松作业质量进行综合评价。将耕深检测传感器进行静态标定,耕深检测标定误差小于0.88 cm,平均误差小于0.21 cm,均方根误差小于0.66 cm。利用标定后的传感器及深松作业检测系统在田间开展多组试验,试验结果显示该系统耕深检测最大误差为1.18 cm,多组试验数据的平均误差小于0.45 cm,均方根误差小于0.64 cm,表明该系统耕深检测精度和稳定性较高。     

旋耕作业常见的故障与排除方法

近些年来,旋耕得到水田和菜地农户普遍欢迎,但是,由检旋耕机结构复杂操作难度大,作业中故障多,影响机具正常作业。据笔者的实践和机手的经验现归纳总结如下。 一、旋耕作业常见的故障 1.作业后土壤耕翻不合农艺要求 不合农艺要求的表现:(1)耕后土表不平整;(2)耕深不一致;(3)漏耕;(4)耕后土块较大。     

动力式联合整地机技术及效益分析

该机具是旱田垄作地区耕整地作业机具,在机具机架上独立配备作业动力（柴油发动机）,为机具完成耕整地作业提供作业动力。该机具可由中马力轮式拖拉机牵引配套作业,一次耕整地作业可完成根茬粉碎还田、旋耕土壤、深松、起垄、镇压等项作业,其作业质量达到大型机具的作业标准,应用领域广泛,适宜在全国旱田垄作地区的耕整地作业。     

玉米生产深松作业的实施情况与关键农艺技术总结

随着机械化耕整地设备的快速普及,在生产效率提升的同时,也因连年重复性的耕整地和轮式机具对土壤产生的压实造成土壤退化和犁底层深厚问题。为有效改善传统耕整地作业造成的耕地土壤退化问题,打破耕地犁底层的不良影响,深松整地作业近年来得到了快速推广与应用。在玉米生产过程中,应用深松整地技术能有效改善玉米生长环境并提高玉米产量。从机械化深松的实施情况出发,分析了玉米生产中应用机械化深松的优势,并总结了机械化深松作业中的关键农艺技术。     

机械全方位深松与多功能整地对比试验

对机械全方位深松、多功能整地作业试验情况和结果进行了分析,阐述了全方位深松旱蓄涝排的功能,得出4条结论,对耕整地机械化作业的发展具有一定的积极意义。      

深松联合整地机的机型特点与应用注意事项

随着我国的农业机械技术飞速发展,农业生产的耕整地工作经历了由人工生产向半机械化和全面机械化发展的途径,随着耕整地机械技术的进一步发展,生产中应用的耕整地机型逐渐丰富,能够适应不同作物品种、不同农艺要求的耕整地作业.为进一步提高农业生产过程中的耕整地质量,提高大面积耕地土壤处理的品质,深松联合整地机的应用量明显增加.深松...     

基于粒子群优化算法的拖拉机动力匹配优化

带悬挂系统的拖拉机在工作时,要充分考虑拖拉机牵引力能否满足液压悬挂加载装置、牵引装置等作用下产生的耕作阻力要求.本文建立了驱动牵引力数学模型,参考耕作阻力模型,主要考察了驱动轮滑转率、耕作速度、耕作深度等主要因素的影响,利用约束优化问题粒子群优化算法,得出了满足特定使用条件的驱动牵引力,同时确定了耕深、速度、滑转率等参数的对应值,为带悬挂系统拖拉机的动力匹配提供了重要的方法依据.     

耕深均匀性的拖拉机电控液压悬挂系统

耕深均匀性是拖拉机作业过程中一个重要的衡量指标,为此提出了一种耕深均匀性的拖拉机电子液压悬挂系统的控制方法。首先介绍了该系统的结构组成及耕深控制原理,然后建立了系统的物理模型,并分析了耕深值和提升臂转角存在的关系,以便利用提升臂转角来间接测量实际的耕深值。以设定的耕深值为输入,实际耕深值为负反馈,采用PID控制算法对该系统的耕深控制过程进行了仿真分析,实现了在线校正实际耕深与设定值的偏差。最后,通过田间试验分别验证了156mm耕深值和200mm耕深值的控制过程,证明了该控制方法的可行性。结果表明:提出的控制方法能够保证耕作过程中耕深的均匀性,也大大降低了驾驶员的操作强度。     

温室电动拖拉机旋耕稳定性时序分析与前馈PID控制方法研究

针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业中因机具俯仰而出现的响应性差、耕深不稳定和功率突变的问题。建立了温室电动拖拉机旋耕作业的功率模型,并建立了俯仰角-耕深的转换矩阵,得到了旋耕系统实际耕深的转换值;采用时间序列分析预测机身俯仰角,并作为旋耕系统的扰动输入;结合耕深的转换值和预测得到的扰动,采用APF-PID控制器调节旋耕系统的提升机构,将旋耕机维持在目标耕深;在温室内未旋耕和已旋耕的两种地块进行实车试验。结果表明：俯仰角时序预测模型的相关系数可达0.983 2;APF-PID控制的控制性能优于PID控制,在目标耕深6 cm的测试路面中,APF-PID在两种试验地块上的平均耕深分别为6.47 cm和6.44 cm,均方根误差为0.80 cm和0.72 cm,绝对平均误差为0.67 cm和0.58 cm,耕深稳定性系数为89.95%和91.30%,消耗的总能量较...     

拖拉机耕深模糊PID自动控制策略研究

为获得良好的拖拉机耕深均匀性、提高电液悬挂系统的控制精度,提出了一种耕深模糊PID自动控制策略。首先,介绍了系统的工作原理,并将加权系数应用于拖拉机力位综合控制的分析中,建立了系统各元件的数学模型;然后,根据系统的工作特性及耕深要求,设计了模糊PID控制器;最后,在Simulink中引入有限状态机模块,建立了电液悬挂系统力位综合控制的仿真模型。在相同阻力条件下,分别验证了加权系数取0、0.25、0.5、0.75、1时,控制器的响应效果并与PID控制器进行对比。仿真结果表明:提出的控制策略能更快、更精确地达到耕深设定值,满足了耕深均匀性的要求,为拖拉机电液悬挂系统多参数综合控制的设计提供了参考。     

无级变速拖拉机经济型作业模式的研究

提出了适用于无级变速拖拉机的单纯经济型和综合经济型作业模式。单纯经济型作业模式以发动机在整个工作范围内的最低燃油消耗率点为目标工作点,油门开度不变,仅控制变速器传动比,为单变量控制系统;综合经济型作业模式以发动机在整个工作范围内的最佳燃油经济性工作线为目标工作线,不仅可以获得较好的燃油经济性,而且可以保证在阻力变化的情况下,拖拉机始终按照驾驶员设定的车速恒速行驶,需要综合控制油门开度和传动比,为双变量控制系统。本文分别对两种作业模式建立了单闭环和双闭环控制系统,仿真结果表明控制系统可以满足这两种经济型作业模式的要求,为无级变速拖拉机控制系统的开发提供了依据。     

增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型研究

以双电机独立电驱动增程式电动拖拉机旋耕机组为对象,提出一种适用于旋耕作业的双输入变量后向建模方法,即在模型中将行驶速度和动力输出轴旋耕转矩作为输入量,设计了双电机独立驱动增程式电动拖拉机动力系统能量管理模型。针对旋耕作业特性,提出一种基于实测数据与经验公式相结合的设计方法,建立了旋耕工况周期模型。基于动态规划算法,分别对其进行旋耕作业仿真试验和台架试验,结果表明：仿真试验结果与台架试验结果吻合度较高,能量管理模型能够很好地描述增程式电动拖拉机在给定旋耕工况下各电机功率、发电机组功率和动力电池组荷电状态的变化情况,且仿真试验和台架试验中燃油消耗量分别为4 065.5 g和3 994.7 g,其相对误差为1.77%,验证了建立的增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型的合理性和准确性。     

轻量化玉米垄作免耕播种机设计与试验

针对目前东北地区的免耕播种机主要依靠自重增加下压力来保证开沟深度的问题,设计了2BQM-2型轻量化玉米垄作免耕播种机,重量为一般免耕播种机的一半,可减轻对土壤的压实。轻量化垄作免耕播种机采用悬挂方式与拖拉机联结成作业机组,利用拖拉机液压系统的位置调节法来控制破茬深度。为了验证作业机组的工作性能,田间试验以播种机速度、播种深度、秸秆覆盖量为试验因素,以免耕播种机的工作阻力和粒距合格率为试验指标,进行三因素五水平二次回归正交试验。试验结果得到的最佳工况组合为:播种机速度为1.21 m/s,播种深度为4.96 cm,秸秆覆盖量为0.73 kg/m2时,播种机工作阻力为3.62 k N,粒距合格率为93.63%。经过对免耕播种机优化设计有效减轻了免耕播种机的重量,减少了机器的制造成本和工作时对土壤的压实,降低了能耗。经田间测量镇压轮压实土壤的深度平均为10 mm,相对现有的垄台被压平的机具,工作效果良好。     

机器轮胎引起的土壤压实及其耕作能量消耗

用小四轮拖拉机、铁牛６５０和ＪＬ１０６５联合收割机在松软的种床上压地一遍,测定不同深度土壤体积密度的变化。结果表明：小拖碾压仅对表层土壤体积密度有一定的影响;大拖拉机和联合收割机对土壤体积密度的影响深度超过了４０ｃｍ。由于土壤体积密度的增加,导致耕作阻力及作业能量的增加,与未经碾压的种床相比,大拖拉机和联合收割机引起的压实,可使耕作阻力增加２５％,相应的能量消耗增加２００％。     

一种拖拉机自动驾驶神经网络自调整因子模糊控制方法的研究

主要论述拖拉机自动驾驶的驾驶原理,建立了拖拉机自动驾驶横向控制的力学模型,提出了自调整因子函数,设计了一种用于拖拉机自动驾驶的神经网络自调整因子模糊控制方法,用simulink对这种控制方法进行了仿真验证,结果表明,所提出的方法和规则用于拖拉机自动驾驶是可行的。