小型变量施肥精密播种机变量施肥系统的研究

采用步进电机作为小型精密播种机变量施肥系统动力。以4种代表性肥料作为试验材料,以排肥轮长度、排肥轮转速和排肥量为主要因素,进行正交试验。从中找出最佳方案,即一定排肥轮转速的范围内,最佳的排肥轮长度下,有效完成变量施肥任务,达到节省肥料的目的,完成步进电机变量施肥系统研制。试验结果表明,此变量施肥系统可行。     

步进电机变量施肥系统及施肥方案研究

[目的]为了提升我国农业的现代化、电气化、自动化地位,把变量施肥的理念应用到农业生产中,以提高化肥利用率.[方法]以步进电机作为变量施肥系统的执行机构,选用一台两行精密播种施肥机,4种肥料,4组试验.[结果]确定步进电机变量施肥系统最佳方案.[结论]采用获得最佳排肥轮转速和排肥轮长度的方式,可实现按所在地块测土施肥的目的.     

小型变量施肥机变量施肥研究

[目的]在吉林省中部地区玉米种植模式中实施精准农业,实现变量施肥。[方法]采用步进电机作为小型变量施肥机变量施肥系统动力,用4种代表性肥料作为试验材料,研究排肥轮长度、排肥轮转速和排肥量等因素。[结果]采取控制排肥轮转速和排肥轮长度的方式能够有效控制排肥量。[结论]该方式能够实现精准农业意义上的变量施肥,保证变量施肥系统的稳定性及精密播种准确性。     

电控液压马达驱动控制器的研究

变量施肥技术是精准农业技术的重要组成部分。由于施肥机是通过液压马达驱动的,设计了相应驱动方式下的基于单片机的控制器,该控制器通过串口RS232接收来自田间计算机的控制命令,进行解析处理后生成相应的I/O口信号,经过驱动电路放大后控制执行元件动作。同时,控制器利用车速度传感器、排肥轴磁阻转速传感器通过采样获得排肥轴转速信息,反馈给控制器实现闭环控制。变量施肥试验表明,所设计的变量施肥控制器能满足变量作业的要求。     

电液驱动式变量施肥闭环控制系统研究

变量施肥技术是精准农业技术的重要组成部分.由于施肥机是通过液压马达驱动的,设计了相应驱动方式下的基于单片机的控制器.该控制器通过串口RS232接收来自田间计算机的控制命令,进行解析处理后生成相应的I/O口信号,经过驱动电路放大后控制执行元件动作.同时,控制器利用车速度传感器、排肥轴磁阻转速传感器通过采样获得排肥轴转速信息,反馈给控制器实现闭环控制.变量施肥试验表明,所设计的变量施肥控制器能满足变量作业的要求.     

马铃薯播种器自动补偿系统的设计

为减少马铃薯播种机在播种过程中出现的漏播现象,设计了马铃薯播种器自动补偿系统,该系统由红外光电传感器、单片机、步进电机3个部分组成.工作时由红外光电传感器对取种勺上有无薯块的情况进行监测,当监测到取种勺上无薯块时,传感器将监测到的信号输送给单片机,然后单片机系统对步进电机的转动方向和转角的大小进行控制,驱动步进电机带动补偿排种器进行转动,实现补种.结果表明:该系统能最大限度地降低漏播率,进而提高播种质量.     

步进电机细分驱动控制技术研究

步进电机细分技术主要用于提高电机的运转精度，实现步进电机步距角的高精度细分。对步进电机细分的两种方法进行比较，重点介绍了目前应用广泛的单片机细分步距精度驱动控制技术。     

基于PID算法的气力式施肥机变量施肥控制系统设计与试验

中国南方的粮食作物以水稻为主,在水稻的种植过程中经常需要根据水稻生长情况进行追肥作业,目前常用的离心圆盘式撒肥机虽然提高了追肥作业的效率,但难以保证施肥精度以及幅宽方向的施肥均匀性,并且目前大多数研究的变量施肥控制系统主要以旱田的变量施肥控制为主,对适用于水稻追肥作业的变量施肥控制系统的研究较为缺乏。针对上述问题,设计了一种基于气力式施肥机与PID控制算法的变量施肥控制系统,该系统与高地隙拖拉机配合使用,主要适用于稻田变量追肥作业。其中以STM32F103芯片为核心,开发了变量施肥控制器;采用增量式PID算法实现了对排肥电机转速的闭环控制;以中海达公司的Qpad-X5为硬件平台,开发了Android上位机软件,最后对系统的跟随性能、施肥精度和施肥均匀性进行了试验。试验的结果表明:系统的平均响应时间为700ms,实际平均转速与给定转速的相对误差小于3%,实际转速跟随给定转速在可接受范围内波动;定速条件下的排肥量相对误差不超过4%,两侧排肥口的排肥量无显著性差异;变速条件下两次试验的相对误差分别为0.6%和0.1%,说明本系统有较高的施肥精度和较好的施肥均匀性,能够满足精准农业的作业要求,同时本研究搭建了稻田气力式变量施肥机平台,为后续的研究打下了基础。     

稻麦变量施肥机施肥状态监测方法

针对稻麦变量施肥机施肥状态监测方法可靠性差等问题,研究设计一种稻麦变量施肥机施肥状态监测方法。该方法用RFP-602薄膜压力传感器来检测排肥管中肥料颗粒的下落状态,对施肥系统的施肥状态进行监测。首先通过仿真试验对RFP-602薄膜压力传感器进行可行性验证;其次使用数字示波器来采集和储存薄膜压力传感器产生的信号,以小波包变换对信号进行能量分解得到特征向量;最后把特征向量导入BP神经网络模型进行识别训练得到分类器,训练得到的分类器经过效果检验后写入单片机,单片机与排肥管上传感器相连接就可以实现监测方法的广泛应用。试验结果表明:该方法监测精度可达95.3%。实现对稻麦播种机施肥系统排肥管堵塞问题的状态监测。     

双变量施肥机的设计与试验

【目的】为解决传统均匀施肥结构不合理,作物养分投入比例失调,化肥利用率偏低,环境污染严重等问题.【方法】设计了一种可与国产拖拉机配套使用的变量施肥机,该施肥机采用一体三箱式的结构,外槽轮作为变量施肥机的排肥装置,通过调节外槽轮排肥器的转速和开度.【结果】在外槽轮排肥器开度不变的情况下,增加排肥器转速,排肥量也随之增加,但不呈线性增加的趋势;在外槽轮排肥器转速不变的情况下,增加排肥器开度,排肥量也随之增加,也不呈线性增加的趋势.【结论】该研究解决了传统均匀施肥结构不合理,可为提高施肥机的施肥精度提供参考.     

基于压力传感器的油菜排种量控制系统的设计与试验

对2BYD–6型油菜浅耕直播施肥联合播种机上采用的偏心轮型孔轮式排种器,设计制作了变量播种控制系统。该控制系统主要由排量检测系统和排量调控系统两部分组成。排量检测系统借助压力传感器直接检测排种箱的质量变化,实现油菜排种量的检测;排量调控系统依据检测系统的检测结果转变为电信号,由单片机控制驱动排种轴电机转速来实现排量调控,达到所需的排种量。台架试验表明:控制系统能够精确检测排种器单位时间的排种量,实现变量播种;对油菜排种量检测每分钟积累误差可控制在3.5%以下,排种均匀性变异系数低于7%。     

变量施肥机关键技术研究现状分析

综述了变量施肥机测土配方图生成系统、控制系统及排肥机构等领域的研究状况。目前变量施肥机主要采用离线式变量施肥方式,根据土壤养分离散采样,并进行空间插值,结合3S技术生成土壤养分分布图,结合具体地域作物施肥标准生成变量施肥配方图。变量施肥控制系统研究重点是定位准确性和控制系统的实时性、智能性,为实现精准变量施肥提供易操作的控制器。排肥机构集中研究排肥机构结构设计、排肥精度、排量、幅度、均匀性和变异系数。目前测土配方图获取是影响变量施肥机应用推广的关键技术难题,今后应主要研究实时变量施肥机,加强对土壤养分实时间接检测的技术研究和完善精准变量施肥体系,从而拓展变量施肥机的应用前景。     

穴式苗-肥同施水稻侧深施肥装置设计与试验

为解决水稻侧深施肥作业相邻秧苗间化肥利用率低的问题,结合穴施肥农艺方法,设计了间歇定点穴式水稻侧深施肥装置.该装置采用垂直螺旋搅龙强排固体颗粒肥,依据预设的插秧与施肥动作之间的延时,控制步进电机的启停实现间歇的排肥动作,进一步控制螺旋搅龙的旋转角度,从而保证定点精量排肥.应用EDEM软件对穴式水稻侧深施肥装置进行仿真试验及分析,以行进速度、排肥能力、施肥高度为试验因素,以施肥位置合格率和排肥稳定性为响应指标,对装置排肥性能进行三因素五水平正交旋转组合试验,并使用Design-Expert软件对试验结果进行方差分析和响应面分析,获得最优解为行进速度0.47 m/s、排肥能力2.69 g/r、施肥高度16.7 mm,施肥位置合格率93.02%和排肥稳定性6.52%.以最优解为试验参数进行台架试验,验证得到施肥位置的合格率为91.23%和排肥稳定性为7.15%,与优化结果基本一致,满足穴式水稻侧深施肥的农艺要求.     

小型深松施肥机变量施肥机构参数控制研究

[目的]为了提高化肥利用率,保护生态环境,促进农业可持续发展。[方法]选用一台4行深松施肥机,4种肥料,进行4组试验。每种肥料分别在不同的排肥轮长度和不同的转速下进行正交试验,用HMI调节转速,使步进电机按不同转速转动,带动排肥器排肥。[结果]在肥料一定、轮长不变的情况下,步进电机转速与机具前进速度之间存在线性关系。[结论]采用控制排肥轮长度和步进电机转速的方式来控制排肥量是切实可行的。     

基于单片机的步进电机加减速的控制方法

根据步进电机驱动负载对加减速响应的高速要求,本文提出了一种基于单片机的步进电机加减速离散控制方法。经实验验证该方法可以解决步进电机快速加减速控制中常见的失步、堵转、噪声等问题。     

电动变量施肥试验台的设计

为了提高化肥的利用率,达到提高产量减少污染的目的,以黑龙江垦区施肥机械为基础,设计一台电动变量施肥试验台。设计的变量施肥试验台标准差范围为4.63~46.9,变异系数在0.121%~1.928%之间,试验台各行一致性的变异系数为1.9%,总排肥量稳定性变异系数为1.5%,能够满足国际农业机械施肥标准,为今后的变量施肥机械提供参考。     

大功率步进电机控制系统的仿真设计

介绍了一种利用ULN2003A驱动芯片及单片机的步进电机控制系统仿真设计方法;系统由单片机、ULN2003A芯片等设备组成;首先分析了步进电机工作特性,然后介绍系统的硬件设计,最后编写系统的软件实现代码,并给出了仿真结果。     

自动变量播种机控制系统设计

设计了以AT89S52单片机为核心的自动变量播种控制系统,将播种决策信息代码通过RS232从PC上位机传输到单片机、以反射式光电传感器检测播种机前进速度,以此通过控制输出给步进电机驱动器的脉冲频率来实现自动变量播种.试验结果表明:单片机可将播种决策信息代码、播种机前进速度进行综合处理控制步进电机转速.在前进速度为3.3～5.8km·h-1.决策信息代码为1～5时,控制步进电机转速误差小于4%.     

玉米变量穴施肥控制系统的设计与试验研究

为了降低化肥土壤污染,执行国家绿色减排文件要求,设计了一套玉米变量穴施肥的控制系统。建立自主穴施和同步穴施两种模式,采用圆盘结构挡片与步进电机配合完成玉米穴施肥,利用玉米排种器检测装置实现种肥同步作业。针对两种模式的不同功能,采用模块化设计与程序编写,完成了控制系统的设计。另设计了配套试验台对两种模式进行性能试验,试验结果表明：自主穴施和同步穴施模式的施肥变异性系数平均值分别为2.53%和2.2%;自主穴施模式的穴距合格指数为96%,同步穴施模式的种子与化肥间横向距离合格率为95%,整体施肥变异性系数均满足国家要求。该控制系统具有较高的稳定性与可靠性,为后期玉米穴施肥控制奠定基础。     

基于PID算法的变量施肥控制系统设计

本变量施肥自动控制系统,可实现由DGPS定位、GIS确定的地块施肥量,通过PID算法结合了单片机控制和农业机械,将自动控制理论贯穿于整个系统,实现了机电一体化。单片机AT89C51通过RS232接口将上位机的给定施肥量等级与反馈等级比较得到差值,单片机中的增量PID算法子程序改变占空比,从而调节输出控制电压调节电机的转速来改变无级变速器的传动比,来改变排肥轮的转速,调节施肥量。