土壤改良剂变量撒施控制系统设计.pdf

《土壤改良剂变量撒施控制系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、２０１４年４月农机化研究第４期土壤改良剂变量撒施控制系统设计１，２，３，４１，２，３，４１，２，３，４１，２，３，４１，２，３，４付卫强，武广伟，李由，丛岳，孟志军（１．北京农业智能装备技术研究中心，北京　１０００９７；２．国家农业智能装备工程技术研究中心，北京１０００９７；３．农业智能装备技术北京市重点实验室，北京　１０００９７；４．农业部农业信息技术重点实验室，北京１０００９７）摘要：为了提高土壤改良剂的利用效率，降低土壤改良成本，设计了针对土壤改良剂的变量作业系统。重点研究开发了外槽轮式土壤改良剂撒施机构的液压驱动与电控系统；构建了控制

2、系统的数学模型，通过数字仿真对控制参数进行了整定；对液压转速控制系统性能进行了测试。结果表明，该系统的实际控制效果可以满足土壤改良剂变量撒施的精度要求。关键词：土壤改良剂；变量作业；电液比例控制；建模；数字仿真中图分类号：S126；TP273文献标识码：A文章编号：1003－188X（2014）04－0098－05将变量作业技术引入到土壤改良剂的撒施过程中，做0引言到进行按需施用，可以提高土壤改良剂利用效率，减我国是农业大国，土壤的质量影响着农作物的生少因土壤改良剂过度施用对作物的危害。产，进而影响着整个国家的发展。当前，我国土壤板针对外槽轮

3、式土壤改良剂撒施机，研发土壤改良结、土传病害不断加重，为了提高土壤的环境，土壤改剂撒施控制系统。其工作原理如下：根据土壤改良剂［１］良剂应运而生。施用土壤改良剂改良土壤是在现施用处方图导入到车载终端，车载终端把处方图中撒代化工的基础上发展起来的有别于传统土壤改良方施量信息与车载ＧＰＳ测得位置信息相互匹配，把当前法的新方法，其在一定程度上能够松土、保湿、改良土位置处所需施用量发送到控制器；或者将施用量手动［２］壤理化性状，促进植物对水分和养分的吸收。施用输入车载终端，车载终端再将施用量发送到控制器。少量土壤改良剂，即可达到预期效果。研究表明，土

4、控制器以闭环控制方式通过控制比例阀的开度调整壤改良剂不同施用量对土壤含盐量降低、出苗率、产驱动排料装置液压马达转速，达到实时调整土壤改良［３］量有很大影响。剂施用量的目的。目前，颗粒型改良剂使用时多采用外槽轮式土壤本文重点研究比例阀控马达液压系统以及控制改良剂撒施机，其排料系统的动力源一般源于土壤改系统的设计，建立控制系统数学模型并进行仿真，实良剂撒施机地轮。在实际作业中，土壤改良剂撒施机验论证系统的准确性及鲁棒性。单位面积施用量的影响因素很多，其中受到地轮滚动1土壤改良剂变量撒施系统设计情况的影响最为典型。在农田作业中，地轮滑移系数一般是３

5、％～８％，其对土壤改良剂单位面积施用量影土壤改良剂变量作业控制系统由车载终端、电控［４］响较大。另外，土壤改良剂单位面积施用量多通过系统、液压系统和机械传动装置等组成。土壤改良剂调整外槽轮的有效工作长度来实现，精确度不高。变量作业控制系统采用分布式思想设计，车载终端与精准农业变量作业技术是根据地块内部不同区电控系统间采用ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）总线通域对农资的需求而改农资施放量的方式，可以显著提讯，通讯协议遵循ＩＳＯ１１７８３，系统结构如图１所示。高农资的利用效率、减少环境污染、提高农产品品质。2液压系统设计收稿日

6、期：２０１３－０４－２６本液压系统采用控制电液比例阀的开度调整驱基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＤ０４Ｂ０５）动排料装置液压马达转速的方式实现，属于典型的电作者简介：付卫强（１９７８－），男，河北定州人，助理研究员，硕士，液比例速度控制系统。液压原理图如图２所示。（Ｅ－ｍａｉｌ）ｆｕｗｑ＠ｎｅｒｃｉｔａ．ｏｒｇ．ｃｎ。通讯作者：孟志军（１９７５－），男，河南洛阳人，研究员，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｍｅｎｇｚｊ2．1液压油源＠ｎｅｒｃｉｔａ．ｏｒｇ．ｃｎ。由于颗粒型改良剂使用时多采用外槽轮式土壤··８９２０１４年４月农机化研究第４

7、期改良剂撒施机一般采用拖拉机３点悬挂机构牵引作续表２业。为了系统安装使用方便、降低系统成本，液压系性能参数参数值统油源直接使用拖拉机的液压油源。本控制系统基连续输出功率／ｋＷ１０于配套动力为６６．２～８８．２ｋＷ拖拉机，其后液压输出额定压差／ＭＰａ１０流量约为４０～６０Ｌ／ｍｉｎ，额定工作压力为１２ＭＰａ，安全－１工作压力为１５ＭＰａ。额定流量／Ｌ·ｍｉｎ５５2．3电液比例阀根据系统工作压力和流量等参数，选用Ｃｏｍａｔｒｏｌ公司的ＰＦＣ１０－ＰＣ－４０型电液比例方向阀，其主要性能参数如表３所示。表３　电液比例阀主要性能参数性能参数参数值额定压

8、力／ＭＰａ２６－１４０额定压力下最大流量／Ｌ·ｍｉｎ３－１４２０泄漏量（额定压力）／ｃｍ·ｍｉｎ图１　土壤改良剂变量撒施控制系统结构框图滞环／％８起始电流０．３６Ａ