基于模糊控制的水肥药一体化系统研究

为了提高目前水肥药一体化系统的自动化程度,设计了一种智能水肥药一体化系统;针对系统混肥精度不高的问题,设计了适用于营养液混合的模糊控制器,并利用Lab VIEW完成整个系统应用软件的开发。该系统不但能够实现独立灌溉、灌溉施肥一体化、灌溉施药一体化及水肥药一体化,而且还具备控制指令输入、系统工作监控和系统信息查询的功能。     

基于DSP的深松整地联合作业机监控系统的研制

针对目前国内耕整地作业机械没有智能化监控装置,机手和农户无法直接监测耕深大小的问题,开发了一种基于DSP的深松整地联合作业机监控系统。该系统通过触摸屏实现了耕深限值、作业幅宽的设置和当前耕深、平均耕深、作业面积、作业速度的显示,以及耕深超过限值的报警;具有耕深数据U盘存储功能,便于农户核查机手的耕作质量。田间试验结果表明:该系统工作稳定可靠,误差率低,对促进农业生产和提高经济效益具有重大的意义。     

基于Cortex-M3的免耕播种机监控系统设计与试验

针对目前国内免耕播种机的监测传感器抗尘效果差、监测精度低,且施口肥量不能变量调节,施用不当易引起烧种、烂种的问题,设计了一种基于Cortex-M3处理器的免耕播种机监控系统。该系统采用面源无盲区抗尘监测技术设计种子传感器,消除了监测盲区,提高了系统对多尘环境的适应性和监测准确性;采用离散增量式PID控制算法,根据预设施肥量和采集作业速度,实时调节口肥量与作业速度相匹配,实现了播种、施肥状况的监测和作业面积的统计,进一步实现了作业过程中缺种、堵种、缺肥、堵肥等故障报警,并可显示故障类型和故障行号。室内和田间试验验证结果表明:该监控系统工作稳定可靠,播种量计数和施肥量变量调节准确率较高,播种量计数偏差在4%以内,当施口肥量设定为75 kg/hm2时,不同作业速度下,实际施肥量与理论施肥量的偏差在5%以内,满足了实际生产需求,提高了播种机的工作效率和施肥精度。     

马铃薯联合收获机车身调平系统设计与试验

针对马铃薯联合收获机作业时车身不能随地形起伏变化自适应平衡，导致作业安全性低、收获损伤大、收获品质差的问题，设计了一种马铃薯联合收获机车身调平系统，该系统采用融合一阶惯性滤波的倾角传感器监测车身横向倾斜角度，干扰和抖动被有效抑制；通过车身调平机构动力学分析，建立了系统的数学模型；采用基于一阶惯性滤波的模糊PID算法控制比例阀驱动升降液压缸运动，从而实现马铃薯联合收获机车身自动调平。对车身调平系统进行仿真分析，结果表明：与传统PID算法相比，模糊PID具有更好的控制性能，系统调节时间缩短51.77%，上升时间缩短53.57%，最大超调量减小6.25%；对整机控制系统进行静态和动态试验测试，结果表明：在坡度-10°~10°范围内，系统自动调平时间小于4s，最大调平误差小于1°；车身在倾斜角10°工况下，使用模糊PID控制算法自动调平时间缩短约50%，静态试验结果与仿真分析结果相符；在起伏变化较大的路面以速度3.6km/h行驶时，车身倾斜角误差控制在±3°以内，较好地实现了马铃薯联合收获机车身自动调平控制，满足实际作业需求。     

基于TMS320F28335的变量喷雾控制系统的研制

针对目前国内喷药机具自动化程度低、缺少控制系统的现状,开发了一种基于TMS320F28335的变量喷雾控制系统。通过触摸屏实现了药液液位、喷药压力、喷药流量、作业速度、药液温度和作业面积的显示,以及药液液位过低报警;系统能够根据设定的亩喷量和采集的作业速度自动调节阀门开度,实现了变量喷雾施药的目的。田间试验结果表明:该系统工作稳定可靠,误差率低,对农业生产和提高经济效益具有重大的意义。     

玉米免耕精密播种机漏播补偿系统的研究

研制的漏播补偿系统,采用等待补种、实时充种的方式,根据补种过程各动作时间关系,控制电磁阀和补种系统排种器动作时间,实现适时补种。该系统以2BYFZ-4型玉米免耕精密播种施肥机为载体进行田间试验,结果表明:安装漏播补偿系统后,机具在5～7km/h速度下播种合格率提升至99. 47%、99. 35%、98. 75%,漏播补偿系统补种性能良好。     

玉米收获机自动对行方向自校正系统的研究

所研制的自动对行方向自校正系统是玉米收获机自动对行控制系统的执行单元。系统采用PID控制方式调节电液比例方向阀阀芯开度,进而控制液压缸活塞杆的速度和位移,最终控制转向轮的偏转角度和偏转速度。该系统以4YZP-4D型玉米收获机为载体进行田间试验,结果表明:PID参数为KP=800、Ki=0. 5、Kd=0. 1,作业速度为7 km/h时,自动对行方向自校正系统控制效果最好。     

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。     

国内外马铃薯收获机械现状与发展

马铃薯具有耐旱耐寒、耐瘠薄、高产稳产、营养成分全、产业链长等优点,马铃薯产业受到全世界的高度重视,马铃薯收获机械是提高产量的主要影响因素。对国内外马铃薯收获机械的发展历程和研究现状进行综述;介绍几种国内外最新的马铃薯收获机械代表机型及其特点;分析目前国内马铃薯收获机械的市场现状和产品存在的问题,提出相应的发展建议,为马铃薯收获机械的进一步发展提供参考。     

机械接触式导航控制系统的研究与试验

研制了一种机械接触式导航控制系统,该系统利用Lab VIEW编程,采用PID控制方式进行对行调节,根据自动对行作业的具体需要,设计了机械接触式导向机构,并通过匹配性试验确定了转向轮偏转角度α与转向轮转动速度ω的取值。该系统以WP-500Y型高地隙喷药机为载体进行田间试验,结果表明:转向轮偏转角度为0.115rad、转向轮转动速度为0.357rad/s、作业速度为4km/h时,自动对行作业稳定性最好。