定量施肥機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、施化肥是增加土壤養(yǎng)分，改善作物生長(zhǎng)發(fā)育條件的重要措施，在我國西南山地丘陵地區(qū)，由于地理環(huán)境因素，大中型施肥機(jī)械難以使用。常用的小型施肥機(jī)排肥器有外槽輪式、水平螺旋式等；肥料的物理特性對(duì)此類排肥器的排肥性能影響較大，施肥作業(yè)時(shí)容易出現(xiàn)肥料架空、堵塞等引起的“斷條”即漏施現(xiàn)象。于是，長(zhǎng)期以來農(nóng)作物的施肥仍然以人工施肥為主，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、施肥量隨意性大、均勻性差等問題。因此，有必要研制一種施肥均勻性好，適用于山地丘陵地區(qū)使用的定量施肥機(jī)。<

2、br>　　為了提高施肥的利用率，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，結(jié)合我國西南丘陵地區(qū)施肥作業(yè)現(xiàn)狀，論文對(duì)定量施肥機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。采用豎直螺旋式排肥器作為定量施肥機(jī)的排肥機(jī)構(gòu)，利用霍爾式傳感器進(jìn)行施肥機(jī)的行走速度檢測(cè)，將霍爾傳感器的脈沖信號(hào)經(jīng)過濾波整形后得到規(guī)則的矩形波信號(hào)，設(shè)計(jì)完成以單片機(jī)為主控芯片的控制系統(tǒng)，利用脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）調(diào)節(jié)排肥器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的端電壓，從而實(shí)現(xiàn)定量

3、施肥機(jī)精確排肥。
　　根據(jù)施肥機(jī)性能設(shè)計(jì)要求，結(jié)合理論分析，對(duì)豎直螺旋式排肥器進(jìn)行控制策略研究，通過對(duì)螺旋式排肥器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析，建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；經(jīng)過排肥試驗(yàn)，初步擬合控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型參數(shù)，得出排肥器的排肥量與轉(zhuǎn)速之間的線性關(guān)系；采用直流減速電機(jī)作為排肥器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，根據(jù)直流減速電機(jī)的外特性，對(duì)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速采用閉環(huán)控制，通過實(shí)時(shí)采集排肥器的轉(zhuǎn)速信號(hào)，對(duì)比反饋轉(zhuǎn)速信號(hào)與目標(biāo)轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)修正排肥器的轉(zhuǎn)速。在硬件電路設(shè)計(jì)方面，采

4、用PIC18F13K22作為主控芯片，采用 N溝道 MOSFET管 FDN359AN和 P溝道MOSFET管FDN360P作為電機(jī)控制的功率開關(guān)管。在Protel軟件中完成控制系統(tǒng)的硬件電路繪制，在MPLAB集成開發(fā)環(huán)境中完成驅(qū)動(dòng)程序的編寫與調(diào)試。同時(shí)，為保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，在硬件電路和軟件程序上都進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì)。
　　對(duì)定量施肥機(jī)進(jìn)行了室外施肥均勻性試驗(yàn)和田間施肥試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的定量施肥機(jī)控制系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求