棉花打顶机电动升降控制系统的设计与研究

发布时间：2020-04-24 10:20

【摘要】：棉花作为新疆的主要农作物,对全省经济影响显著,如今,除棉花打顶尚未实现自动化机械工作,其他生产过程均已全面实现机械现代化。制约棉花打顶机械推广的关键在于棉株自适应识别及作业控制系统研究。针对新疆现有棉花打顶机存在的即时性和精度低,过、漏打顶等问题,本文着眼于新疆棉田的种植现状以及棉花的农艺要求,总结国内外的研究结果,研究出基于电动升降控制系统的打顶机构,通过整体系统的关键设计,研制出比较实际可行的试验台架。(1)通过对棉株的自然生长特性和田地调研,结合棉株打顶工艺要求,确定出适合棉花最佳的打顶方式,对棉株顶尖进行切削试验,计算出棉株顶尖打顶的临界切削速度,以及电动打顶部分的基本功率。(2)确定了总体棉花打顶机自适应电动升降控制系统的方案,然后开始对棉花打顶试验机架的整体结构进行设计,运用SolidWorks绘制三维图及工程图,阐述了其工作原理,同时完成了基于步进升降控制系统的棉花打顶试验台架的关键部件的设计与选型,控制系统方面进行设计包含了直线电机,打顶装置,控制系统的通讯连接,指令编写等。整机台架依靠TC55控制器为核心单元,结合棉株高度测量、切割器高度控制系统等辅助电路单元,共同搭建了完整的控制系统。(3)为了弥补位置误差从而提高升降精度,采用模糊算法模块化仿真自适应升降控制系统,同时创建数学模型,以提高自适应打顶系统的稳定性和快速响应为技术重点,针对实际打顶作业要求,制定规则表并得出系统幅频特性等,结合Simulink功能将格子模块进行组合仿真,根据模糊PID控制的算法在动态变量条件下自动对位置误差实时补偿,通过对比模拟,其结果显示系统采用模糊PID控制策略使得系统定位精准、响应及时,而且稳定平滑。(4)设计并加以完善制作完成了打顶试验台架,通过台架调试开展实地试验,利用Design-Expert软件对数据作以单因素和方差等整理分析,得出影响系统测量指标的各因素的影响效果。根据实验条件并对试验参数约束和优化处理,通过试验结果得出,基于电动升降机控制系统的试验台架能够基本完成作业测试,打顶误差在可接受范围,能够基本满足棉花打顶的需要,并且具有结构简单、系统稳定,便于操作的特点。
【图文】：

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棉花打顶机电动升降控制系统的设计与研究第一章绪论景及意义民生活不可或缺的一种作物，其生长收获能带来可观的收益模式下，棉花已然成为经济作物中的支柱产业。新疆大约有种植，种植面积达 2400 多万亩，其棉花总产量接近全国的一 13％左右。2015 年新疆棉花的总种植面积 146.06 万公顷，同[2]。在生产建设兵团的努力带动下，新疆的棉花产出总量在大，其中各项产量指标如棉花单产或商品调拨量等都已持棉花甲天下的局面[3]。总之来讲，棉花的丰产意义广大，它，，促进当地经济繁荣，而且对国家实施的西部大开发政策也来看，抓住棉花等重要支柱产业，生产特色新疆棉对丝绸之，可以说是利民利国的好路子。下图中图 1-1 是 2015 年各[4]。

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棉花打顶机电动升降控制系统的设计与研究、速度较慢，打顶不及时容易便会错过棉花最佳打顶时后期的采收等环节，导致棉花产量的大幅下降，并且也[7-8]。与国内情况不同的是，国外普遍使用一些药物给制剂从而使棉花改变生长方向。但是国内情况与国外不，尤其是新疆，棉花的种植多种多样，依靠天然条件使靠药物调节，很容易导致环境的破坏，另外不同的棉花果难免存在差异，所以目前我国的棉花打顶趋势在于发化打顶[ 9-11]。人工打顶如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S224.9

【参考文献】