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在精准农业生产过程中,传感器实时采集作物信息或环境状态,传感器与作物的相对位置,直接影响到采集数据的准确性,及后期处理的效率,甚至影响到作业的效果。而田间道路、垄间颠簸,会影响传感器与作物相对位置,造成信息失真和不准确,为了减少地面不平整干扰对传感器位置的影响,该文提出了基于MEMS传感器步进电机驱动的两轴姿态调整系统。该研究分析了系统的工作原理和控制方法,以陀螺仪、重力加速度计为姿态测量元件,步进电机为驱动部件,设计基于单片机控制的两轴姿态调整系统平台软硬件结构。系统采用单片机对陀螺仪和加速度计信息的实时采样,建立了多传感信息的融合算法和姿态判定模型,可以实时分析检测对象姿态,并输出控制步进电机,对平台姿态进行补偿调整,保持控制对象的相对惯性空间方位不变,实现了平台姿态平衡的快速控制。同时系统加入了绝对位置传感器,实现初始工作状态的自动复位。测试试验结果表明,系统运行稳定,单轴姿态调整精度在平整坡路状态下最大误差在0.5°以内,在田间颠簸路况运行下最大误差在3.0°以内,能够满足信息采集和检测过程中姿态自动调整、保持相对位置的控制要求。利用该控制系统,能够提高信息采集的准确性,在精准农业生产中具有应用作用。 相似文献
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基于电容信号的玉米播种机排种性能监测系统 总被引：18，自引：17，他引：1
为了改善玉米播种机排种性能监测的可靠性,利用种子介电性质,研究一种基于电容信号获取与分析的播种性能监测方法。通过对玉米播种机排种过程的运动学分析,获得电容传感器极板长度的约束条件,为传感器设计提供理论性参考。设计了以单片机PIC18F2580、电容转换芯片MS3110及AD7685为核心的快速高精度电容检测电路。通过获取相邻种子的电容脉冲峰值间隔并计算脉冲积分面积,可以得到播种工况下的排种量、漏播量及重播量等参数。试验结果表明:系统对单粒玉米种子的监测精度为97.3%,在模拟播种机前进速度4.0km/h的条件下,系统的播种量监测精度为94.6%,漏播量监测精度为93.5%,重播量监测精度为88.1%。该系统能够有效地监测机具排种性能,有助于提高播种作业质量。 相似文献
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联合收获机视觉导航控制系统设计与试验 总被引：4，自引：2，他引：2
设计了联合收获机机器视觉导航控制硬件系统,提出了基于直方图的导航路径融合算法,在简化的二轮车运动学模型的基础上,设计了模糊PD控制器.麦田试验结果表明:旋转投影算法配合直方图融合算法能够有效地检测收获与未收获边界线,提高了控制系统的准确性与抗干扰性;在正常小麦收获速度挡位下,割幅变化范围在0.18m以内,在有外界扰动下(人为方向盘扰动),能在2～5s内回到正常的跟踪误差范围内. 相似文献
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目前,苹果最新的栽培模式是将果树整形为树枝水平生长的多层棚架结构,这种结构可以将机械收获控制在局部化的树枝水平,以实现鲜苹果的机械化采收。为此,提出一种实用的局部对靶振动收获方法,激振树枝并采用尽量接近方式收集果实。基于单自由度粘弹性阻尼系统,设计了树枝激振器,并设计了一套计算机测控系统,用于实时监控树枝的受迫振动频率。设计了与激振树枝方式相对应的水平型和倾斜型果实收集平台。最后,在美国华盛顿州普罗瑟附近的商业果园,以“墙形”结构的“爵士”苹果为例,开展了局部对靶振动收获试验,对比分析了4种收集方式（有无缓冲隔离带、水平或倾斜接收）对果实质量的影响。依据美国农业部鲜苹果质量等级标准,利用满足市场分级要求的果实所占的百分率对收获的果实质量进行评估。结果显示,满足市场分级要求的果实所占的百分率为89.5%~96.3%,且在这4种方式中并无显著差异。这表明,针对苹果最新的栽培模式,采用局部对靶振动收获方法是可行的。 相似文献
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针对严寒天气影响温室内作物生长的问题,提出了一种主动式温室地暖系统,并基于热平衡理论,首先对地暖系统的热量传递过程进行了研究,分别建立了温控系统径向、轴向传热数学分析模型;再利用有限元分析软件进行了二维稳态温度分布状态的数值模拟,研究结果表明,若将距地面20cm处土地温度大于15℃作为地暖系统的有效作业范围（简称Qf）,地暖系统的开启温度应不低于28℃,且系统入风口温度每增加2℃,其轴向有效作业辐射范围可扩大2.4～2.8m;通过与昌平区马池口温室大棚实地试验的数据对比,地暖系统换热过程对浅层与深层土壤温度扰动规律与理论分析结果一致,进一步验证了仿真分析的有效性。 相似文献
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三点悬挂系统是拖拉机关键工作系统之一。由于田间作业工况的复杂多变，拖拉机三点悬挂液压系统承受较大的随机载荷，容易发生零部件破坏与液压故障等问题，直接影响拖拉机安全及作业效率。基于以上问题，研发了拖拉机三点悬挂电液加载系统，并基于NI Compact-RIO开发了拖拉机加载平台测控仪与上位机测控软件，实现了信号采集与加载控制。利用ARMAX模型进行系统辨识，得到电液系统模型，并与MatLab传递函数辨识箱比较，平均绝对误差降低33.90%,均方误差降低87.36%,均方根误差降低64.45%;基于PID控制方法，上位机以20Hz加载频率将阶梯信号、正弦信号、田间三点悬挂牵引力载荷应用于加载系统进行复现，效果完全可以满足试验台的控制加载要求。试验结果表明：基于ARMAX模型的系统辨识及基于PID的控制方法结合三点悬挂电液加载系统，可将田间三点悬挂牵引力载荷加载复现，为基于田间动态载荷加载的拖拉机三点悬挂零部件与系统可靠性试验提供了平台和方法支撑。 相似文献