變量噴霧裝備控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文在集成AgGPS132接收機(jī)、AS—RF履帶式機(jī)器人和SCS450變量噴霧控制器等基礎(chǔ)上，研制自主移動變量噴霧裝備。主要研究內(nèi)容包括變量噴霧裝備實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立和分析，變量噴霧控制軟件系統(tǒng)的開發(fā)，對機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究以及裝備變量噴霧效果的實(shí)驗(yàn)研究。 作為本課題的基礎(chǔ)性工作，建立并分析了變量噴霧裝備的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并對SCS450變量控制器進(jìn)行了標(biāo)定；其次開發(fā)了變量噴霧控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)能實(shí)時采集GPS的位置信息，并對位

2、置信息進(jìn)行實(shí)時處理以判斷噴霧裝備當(dāng)前所在的噴霧操作單元，然后讀取當(dāng)前操作單元的噴量信息傳輸給SCS450變量控制器實(shí)施變量噴霧操作，同時把SCS450變量控制器的反饋噴量存儲于數(shù)據(jù)庫中以便對系統(tǒng)變量噴霧效果實(shí)施監(jiān)測；再次，為了實(shí)現(xiàn)變量噴霧作業(yè)，需要控制機(jī)器人在田間沿預(yù)先規(guī)劃好的路徑自主行駛，這樣本文對機(jī)器人的伺服控制系統(tǒng)做了研究。基于對機(jī)器人左右驅(qū)動電機(jī)的物理實(shí)驗(yàn)(階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn))，使用最小二乘參數(shù)估計的一次完成算法辯識出了左右驅(qū)動電機(jī)的

3、機(jī)電時間常數(shù)τ<,j>、電磁時間常數(shù)τ<,d>和轉(zhuǎn)矩系數(shù)K<,T>，從而準(zhǔn)確建立了左右驅(qū)動電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。使采用積分一分離的PID控制算法設(shè)計了數(shù)字PID控制器?；谧笥译姍C(jī)階躍響應(yīng)過程提取的特征參數(shù)采用ITAE最佳傳遞函數(shù)法整定了PID控制器參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)確定了數(shù)字式PID控制器的采樣周期，并開發(fā)了基于積分-分離的PID算法的機(jī)器人運(yùn)動控制軟件；最后，變量噴霧裝備噴霧效果實(shí)驗(yàn)研究的內(nèi)容包括：(1)完成了機(jī)器人直線跟蹤實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)數(shù)

4、據(jù)進(jìn)行直線擬合，發(fā)現(xiàn)擬合直線斜率范圍為-0.001575758≤K≤0.008606061，與理想直線斜率非常接近(接近于零)，這里用直線的斜率來表證機(jī)器人的直線跟蹤精度；(2)采用實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)定了機(jī)器人轉(zhuǎn)彎角度，為了準(zhǔn)確的找出機(jī)器人理論轉(zhuǎn)彎角度和實(shí)際轉(zhuǎn)彎角度的關(guān)系，分別對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行直線擬合回歸、多項式擬合回歸和指數(shù)擬合回歸；(3)設(shè)計了變量噴霧效果實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)得到系統(tǒng)的噴霧誤差以及系統(tǒng)的噴霧延遲時間為3秒。本課題的研究為高精度的噴霧