池塘养殖精准投喂量投饵机的研究

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时间:2019-03-08

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1、学校代码:10264研究生学号:M150602720上海海洋大学硕士学位论文题目:池塘养殖精准投喂量投饵机的研究TheResearchonthePreciseFeeding英文题目:MachineofPondFarming专业:机械工程研究方向:机械设计姓名:杨朦朦指导教师:张丽珍(教授)二O一八年四月六日上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明:我恪守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本

2、人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:日期:年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□,在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名

3、工作单位职称备注主席委员委员委员委员委员委员秘书答辩地点答辩日期池塘养殖精准投喂量投饵机的研究摘要池塘养殖控制成本的主要方式之一是对饲料使用的控制。投喂量不足,会导致养殖对象生长放缓甚至停滞,影响产量,降低经济效益。而饲料的过量投喂,不仅浪费资源,而且多余的残料会污染水体,严重的情况下会导致养殖对象的大面积死亡,造成巨大的经济损失。鱼虾生长所需的饲料量是随着水温、溶氧量、PH值等水质参数以及生长阶段不断变化的,因此需要投饵机能够精准地投喂养殖所需的饲料量。基于上述背景开展池塘养殖精准投喂量投饵机的研究,开发出能满足池塘养殖精准投喂的投饵机系统。本文设计了

4、投饵机的机械结构方案,包含送料装置、称重装置和抛料装置;比较分析了现有颗粒物料质量流量检测技术,选定冲量法作为本装置的饲料质量测量方法;进行了精准投喂系统的控制策略研究,利用PLC作为控制核心,编制了精准投喂程序和控制算法,满足了投饵机精准性的要求;最后根据工程图纸加工了实验样机,进行了样机性能测试试验以及投喂量误差精准测定试验。主要的研究内容如下:(1)参照市场上成熟的投饵机结构以及养殖专家经验等相关的文献资料,确定本精准投喂量投饵机的基本结构由送料装置、称重装置和抛料装置组成。其在现有的螺旋送料-离心抛投投饵机的基础上,新增加一套精准称重装置。称重装

5、置安装在送料装置和抛料装置之间,进行实时饲料质量的读取;控制系统读取实时的称重信号进行累计,当所投饲料质量达到预设投喂量时停止运行。(2)颗粒饲料在精准称重装置送料管筒中的气固两相流运动情况是影响精准投喂量投饵机投喂精度的关键因素,因此利用Solidworks对送料装置进行了三维建模,用有限元仿真软件ANSYSCFX仿真分析影响测量精度的关键因素,利用仿真结果对送料装置结构进行优化,提高投饵机的投喂精度。得到如下结论:称重装置的测量精度受送料管筒的倾角、筒长以及在送料管筒入口处的饲料速度影响;精准投饵机送料管筒的最佳参数应为:送料管筒倾角为38°,筒长为

6、410mm,管筒入口处的饲料速度为0.32m/s,在这样的参数下投饵机能获得最好的测量精度;送料管筒入口处的饲料速度是影响测量精度的最主要因素,送料管筒安装倾角对精度的I影响次之,送料管筒筒长对精度的影响最小。(3)设计了精准投喂系统的控制策略。根据池塘精准投喂系统的投喂量由池塘水质参数决定的特点,设计了二维模糊控制器,投饵机可以自学习以往投喂量经验,根据水温和溶氧量输入模糊控制器得到精准的投喂量。投饵机方面则利用PLC作为控制核心,当PLC收到的称重传感器传递的饲料质量累计值达到模糊控制器输出的投喂量值时,及时停止送料、抛料电机工作,从而实现投饵机的精

7、准投喂。通过Zigbee通信模块搭建远程控制系统,实现小距离的投饵机投喂控制。(4)为验证精准投喂量投饵机工作性能和投喂量误差,制造了投饵机样机并做了相关的样机试验。样机试验包含投饵机性能测试与投喂量误差精度测定试验。性能测试试验表明样机各关键部件运行良好,螺旋送料器以及转盘平稳可靠,符合设计要求。投喂量误差精度测定试验以2#对虾配合固体颗粒饲料为测量对象进行了实验,实验结果表明预定投喂量和实际投喂量之间误差均控制在0.2%~1.7%范围以内。关键词:池塘养殖,投饵机,精准投喂,传感器IITheResearchonthePreciseFeedingMac

8、hineofPondFarmingABSTRACTOneofthemainway

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