基于微积分理论的玉米收获机作业效率优化

为提升玉米收获机的作业效率,提出以微积分控制理论为优化主导,针对其核心结构与作业控制展开应用性研究。以通用型玉米收获机的主要作业流程为依据,结合整机作业过程特点,搭建用于收获机各环节的微积分控制优化模型,针对机体的核心结构及执行部件进行相适应性设计,给出微积分算法下的导向控制执行系统与干扰控制系统设计,并展开针对性的收获作业试验。试验结果表明:基于微积分理论的玉米收获机结构与控制设计,收获含杂率与籽粒破碎率明显降低,系统运行准确、平稳,整机的作业效率相对可提升9.26%,对于我国类似农用收获机械的持续创新有重要的参考价值。     

基于能控机理的插秧机核心构件数控加工方法

为进一步提升插秧机的制造精度与作业效率,从数控加工的能耗控制角度出发,建立插秧机核心部件数控加工的能控数学模型,并通过三维加工仿真UG软件对各构件进行尺寸确定与运动装配,对加工工艺进行参数优化,编制合理科学的数控加工程序。选取相适应的数控机床进行加工试验,通过工步与能耗效率的对应分解,数据处理得出:数控加工工艺与参数的控制与调整对于能效最优化有重要的影响,且能控机理应用后,能效指标可提升15%左右,整机的加工作业效率提升,验证了该思路的可行性,可为其他农业机械制造设计提供参考。     

一种智能采摘机器人的电控系统设计研究

为进一步提升我国农业采摘的作业效率及实现采摘装备的深度智能化,针对通用型采摘机器人的电控系统展开研究。以采摘机器人的作业原理及核心部件组成为设计基础,搭建电控系统输入参数与机构组件执行之间的数学模型,进行电控系统的软件功能优化与硬件配置实现。同时,展开基于电控系统设计优化的采摘机器人整机作业试验,结果表明：采摘机器人的系统动作响应迅速,系统响应率与采摘成功率分别可达98.53%及96.40%,结构协调度良好,实现了综合采摘效率相对提升5.69%的设计目标,且各采摘机构及装置运行稳定,具有较强的实践与推广价值。     

一种谷物收获机的高速信道传输技术分析

为进一步提升谷物收获机的收获效率与智能化控制水平,从信息数据传输精准度出发,结合高速信道传输技术理念,针对其通信系统展开设计。在谷物收获环境特点与作业机理的基础上,合理分配信道和网络地址,搭建高速信道模型,布置谷物收获机通信系统的信道传输高速化设计组成并进行技术实现。信道传输性能试验表明:高速信道传输技术应用后,理论计算下的高速信道输出与仿真试验输出值误差不大,满足精度要求,且通信系统的稳定性与准确率均有所提升,整机收获效率可保证在90%以上,具有较好地推广价值与应用前景。     

一种CDIO机理下的植保机路径追踪系统优化

为进一步提高农业无人植保机的作业运行效率,以CDIO设计理念为依托,针对其路径追踪系统进行优化设计。以构思、设计、实施、运行为主体思路,在理解植保机的路径控制及动力原理的基础上,设计CDIO机理下植保机路径追踪实施步骤,建立路径追踪控制模型。同时,从目标追寻与路径避障入手,对植保机路径追踪系统进行硬件配置,并采取嵌入式路径追踪系统软件控制。进行路径追踪系统运行试验,结果表明:以路径误差、避障成功率及整机作业效率等为主要评价参数,在同等试验条件下,基于CDIO设计机理植保机的整机作业效率可提高6.19%,作业路径追踪误差小于6.5%,避障成功率可提高10.92%。该设计思路具有一定的创新性,可为植保机的优化提供参考。     

智能种树机器人核心部件创新设计与应用

为了进一步提升植树作业的精准化及智能化水平,以智能型种树机器人为研究对象,基于机械设计与应用机理展开研究。从当前的种树机器人作业特点及结构组成角度入手,通过准确的参数设计与结构优化布局,设计出全新的可旋转式种树机器人。整机运行与控制试验验证结果表明：以机械设计为引导理念,系统地分析种树机器人结构特征,以自动控制与CAD/CAE协同设计为开发手段,对核心组件进行正确设计配合,显著提升了种树机器人的控制与动作衔接效果,目标种植准确率可达92.50%,且系统运行稳定,可为智能化种树机器人的深度改进与实践应用提供参考。     

基于模糊策略的水肥一体机控制可行性分析

为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型,进行系统的软件设计与硬件匹配。通过升级型水肥一体机实施灌施作业的效果验证,结果表明：基于模糊策略的水肥一体机控制系统整体试验过程顺畅,灌施的肥液均匀度可相对提升8.77%,系统对于各监测参数的响应度与稳定性均保持在90%以上,验证了设计的可行性;试验中节水率和肥料利用率分别较模糊策略应用前提升至91.70%和93.15%,整体灌施效率良好,说明了此模糊策略应用设计的优越性。研究结果对于实现水肥一体装备的智能控制水平向纵深提升具有很好的参考价值。     

一种联合整地机的伺服传动系统优化研究

联合整地机作为一种复合型农业装备,在农业生产中占有重要地位。为了进一步提升整地作业效率,针对联合整地机的伺服传动系统展开优化研究。通过明确其结构组成与作业特点,基于伺服控制机理,搭建合理的传动系统控制模型,进行伺服控制算法优化与核心组件相适应配置后,展开整机作业试验。试验结果表明:经优化后的联合整地机,实现了提高伺服控制与响应精度的目标,整地作业后的土壤均匀性可提升在90%以上,整机工作效率相对提高了9.31%,保持了较好的种子生长环境与有机肥基质,从自动、智能的角度改善农机设备的组成的优化理念,对于智慧农业的发展有很好地推动作用。     

数学建模下的植保机定量施药系统设计分析

为进一步优化我国植保机的喷施性能，提升整机作业水平，基于数学建模理论针对其施药系统展开设计分析。以植保机飞行控制、路径规划、施药系统等模块组成与工作原理为基点，着重考虑施药系统的药液均匀度、喷施准确度参数，建立系统的核心数学模型，并依据系统完整性进行相应地软件控制设计与硬件配置选型，展开此数学建模下的植保机喷施作业试验。试验结果表明：经数学建模设计后的植保机施药系统具有良好的实用性，施药精度与施药均匀度分别相对提升了9.74%和9.07%,且系统的稳定性与响应速度满足植保机设计要求。     

基于PLC的小麦播种机定量控制系统优化

为进一步提高小麦播种机的作业效率与后期作物产量,针对其播种定量控制系统进行优化设计。基于PLC控制技术理念,结合小麦播种工艺特点,全面分析播种机作业机理与结构组成,搭建该小麦播种机播种定量控制模型,通过PLC部件功能设定与地址分配划分,进行软件编程和硬件电路布局,并进行定量播种监测试验。结果表明:设置播种深度以25mm为起始,进行10～15m的增量变化,该控制系统精度可保持在90%以上,株距精准度与播深精准度较传统式控制均有一定程度提升;小麦漏播率和重播率可降低2.5%以上,整机作业效率可提升8.4%。     

自动化玉米移栽机送苗装置的运作试验研究

为进一步提升玉米移栽机的移栽效率与自动化水平,结合当前国内外玉米移栽机的研究现状,在玉米移栽机的工作原理与送苗装置的结构组成的基础上,对其展开优化研究。依据横纵向送苗机构的运动协调控制与结构参数设计,加入智能自调节控制程序、相应传感器装置及自动检测系统,实现设计目标并通过给定前置条件进行运作试验。试验表明:X、Y轴送苗方向上的参数均得到理想优化效果,最大提升值分别可达7%、15%左右;优化送苗装置作用下,整体移栽伤苗率小于8%,漏栽率控制在5%之内,成功取苗率达93%以上,符合送苗装置及关键机构的设计优化初衷,试验可靠有效,对玉米移栽机的进一步改进和类似作物移栽机械开发有一定的参考价值。     

基于智能控制技术的精量播种机结构设计

为进一步提高我国精量播种机的智能化控制水平,以改善精量播种机播种深度可控、播种株距可调、播种定量化等参数为切入点,针对其结构布局展开研究.根据精量播种作业原理建立精量播种控制模型,并展开智能播种控制作业试验.试验结果表明:基于智能控制技术的精量播种机,在一定的作业条件下,理论播种量与实际播种量之间的误差相差不大,满足定...     

基于信息技术的自动修剪机智能监控系统研究

随着城市园林绿化建设的不断发展,园林修剪需求逐渐增大,但传统的修剪方式耗费大量的人力物力、作业强度大且工作效率低,同时由于自动修剪机缺乏参数监控,无法根据实际情况自动调整修剪机的修剪机构,导致修剪效果不好.为克服这一难题,提高园林修剪效率,将信息技术、传感器技术及通信技术等先进技术应用在自动修剪机中,对自动修剪机工作过...     

基于CNC技术的插秧机运动学分析与研究

为深入了解插秧机的运动学机理,基于CNC智能控制技术对其进行分析与讨论。在充分理解插秧机结构组成与工作原理的基础上,融入SOPC嵌入导航控制,建立插秧机分插部件秧针的位移运动学模型;利用CNC控制与设计加工需求的关联度,建立插秧机关键运动部件线性回归方程;进行了插秧机核心部件参数设计优化与加工试验。结果表明:对数控加工过程中的关键参数建立最佳控制函数,得出最优解,效果明显。插秧机关键部件实现智能加工,可在保证加工精度与要求的前提下迅速完成算法迭代,且轨迹路径完成较为符合实际,可为其他农用机械相关运动规律分析提供参考。     

智能插秧机核心装置的软件架构设计研究

为进一步提升我国插秧机的智能化控制水平,以软件架构精准监控角度为切入点,针对其核心装置进行设计.在理解智能插秧机组成结构与工作机理的基础上,建立适用于智能插秧机核心装置的软件架构控制模型,并依据软件架构数据通信作业流程设计相匹配的架构控制系统展开仿真试验.试验结果表明:软件架构设计下的智能插秧机,实现了信息的高效传输,...     

应用于智能插秧机的叶盘数控加工参数优化研究

为进一步提高应用于智能插秧机的叶盘加工质量及插秧机整机工作效率,对叶盘的数控加工参数展开优化研究。选定一型号智能插秧机,在对其核心参数及工作原理深入理解基础上,对插秧机的叶盘进行加工参数优化,通过目标寻优函数建立数学模型,并利用绘图软件UG给出叶盘关键组件的三维物理模型,规划好加工工艺路线进行加工试验。研究表明:依照科学数控加工工序及刀具的合理选择,得出的叶盘加工精度较参数优化前可提升10%左右,加工制造成本可降低3%左右,耐用度和智能插秧机的整机工作效率均有提升,此参数优化研究与试验具有重要的实际应用意义。     

一体化灌溉施肥机电气控制系统优化研究

为进一步提升一体化灌溉施肥机的作业效率,在明确其结构组成与工作原理的基础上,对内部电气控制系统进行了优化研究。运用PID智能调节和PLC控制理论,对整机的电气装置和自动控制系统进行优化改进,包括调节控制模块、数据管理模块及智能监测模块等,并选定优化参数进行灌溉试验。结果表明:以肥液浓度C为指标,计算机理论浓度与灌溉试验浓度均可达到设定目标浓度状态,且二者吻合较好;优化后的一体化灌溉施肥机的水利用效率和肥料利用效率分别在原基础上提高22%和13%,大大缩短了施肥灌溉作业时间,验证了此优化研究的可行性,具有一定的应用价值。     

基于DTN算法的采摘机器人控制系统可行性研究

为进一步提高我国采摘机器人的智能采摘水平,以优化系统数据采集与传送效能参数、确保控制系统运行稳定性为目标,针对采摘机器人的控制系统进行设计研究.利用DTN算法体系与DTN网络层级数据处理算法,实现网络信息拥堵控制,建立DTN算法模型,设计采摘机器人控制系统整体架构并展开控制试验.试验结果表明:该采摘机器人控制系统应用D...     

马铃薯智能排种机补种系统设计与试验

为提高马铃薯智能排种机的排种效率,降低作业人员的劳动强度,进一步提高马铃薯出芽及收获产量,对智能排种机的补种系统进行了设计。在智能排种机结构组成及工作原理基础上,建立马铃薯运动学参数模型,并加装补种装置,主要包括声光传感器、步进电机及报警装置等。给定合理的补种控制程序,进行试验,结果表明:设计的智能排种机补种系统补种合格率达97.5%以上,漏种指数试验平均值为1.1%,重种指数试验平均值为1.3%,各关键参数指标符合设计要求。该优化试验可为马铃薯智能排种机其他关键装置性能提升提供参考。     

无驱动式自动调平水田埋秆起浆整地机设计与试验

为解决东北稻区秸秆全量还田条件下,现有驱动式搅浆机存在动力消耗大、严重破坏土壤结构并使得秸秆漂浮等问题,设计了一种无驱动式自动调平水田埋秆起浆整地机,机具前排星形耙片细碎土壤并掩埋秸秆,后排轧滚进一步碎土埋秆,平地装置平整地表,由电液控制系统实现自动调平,能够为水稻插秧作业创造优良地块条件。通过理论分析和优化设计,确定了优化后星形耙片的各项结构参数和排列方式;设计了带有齿板和刀齿的轧滚,倾斜布置的齿板和直立的刀齿分别对土壤进行横向与纵向的滑切,可提高碎土埋秆效果;改进设计了平地板,〖JP2〗确定了板高为150mm,并针对前进速度、板宽、推压角开展了仿真试验,得到最优工作参数为：前进速度2.4km/h、板宽290mm、推压角44°;采用中心不动法的调平策略,设计了基于倾角传感器和PID算法的自动调平电液控制系统,实现了自动调平系统的快速平稳控制。田间试验结果表明,整机作业后地表平整度为0.73cm,秸秆覆盖率为91.4%,压茬深度为5.98cm,泥浆度为1.18g/cm3,机具各项指标均优于国家标准,该设计可为东北稻区秸秆全量还田条件下水整地机具研究提供参考。