农田平地机激光发射平台调平控制系统设计

《农田平地机激光发射平台调平控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2015年1月农机化研究第1期农田平地机激光发射平台调平控制系统设计戴宁湘，蒋蘋，罗亚辉，胡文武(湖南农业大学工学院，长沙410128)摘要:为使农田平地机双源激光定位系统的激光发射平台检测数据更精确、调平实时性更好，设计了激光发射平台自动调平控制系统。该系统采用三脚支撑的平台支撑方式，利用倾角传感器检测平台的倾斜度，通过步进电机驱动平台3条支腿伸缩从而实现平台调平。通过加入倾角传感器数据处理算法和基于ＲBF神经网络的智能PID控制算法，激光发射平台检测的数据更精确，能满足双激光源定位系统的要求，使农田平地机平地作业更精确。关键词:平台调平;倾角传感器;电机驱动;PID算

2、法;农田+中图分类号:S222．51文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)01－0118－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.01.0270引言1系统总体设计由于农机定位技术的高速发展，定位平台调平的农田平地机激光发射平台调平控制系统主要由中速度和精度成为农机设备上激光定位的重要技术指央控制器、串口通信、传感检测单元及执行单元组成，标。20世纪80年代，农机平台调平主要依靠人工手具体结构框图如图1所示。动调平来完成，费时费力。20世纪末，微型计算机开始作为调平系统设计的核心，控制各种执行机构完成调平工作。随着科技的进一步发展，越

3、来越多的调平控制算法被运用于农机控制系统中。在国内已有不［1］少人对调平技术进行研究:如华中科技大学针对重型平台把6套液压缸按stewart结构进行布局，给出了图1系统原理框图基于六点支撑的自动调平算法;南京理工大学自动化Fig．1Thediagramofthewholesystem学院在设计基于AＲM+FPGA的雷达伺服控制器时，其中，中央处理单元作为系统的控制核心起主导分别采用模糊神经网络PID控制和模糊神经网络对作用。传感检测单元主要完成系统平台数据检测，并伺服系统和PID控制器参数进行控制和整定;中北大将数据经补偿和滤波后打包通过数据通信单元传送学采用了基于离散平

4、面的调平技术，利用脉冲方式给［2］给主控制器处理;主控制器将上报的数据处理完后，出支腿的动作信号，使平台调平。为了探寻适于农做出判断，控制执行单元动作，完成调平控制。田平地机的双源激光定位系统的自动调整装置，本文针对双源激光发射平台研究了自动调平控制系统。2系统硬件电路设计该控制系统融合了激光定位、倾角传感器及步进电机2．1中央处理单元等，安装在农田平地机双源激光定位系统发射平台农田平地机激光发射平台调平控制系统的中央控上，调平速度快、精度高。制器主要包括主控制器、通讯芯片及晶振电路等。由于系统数据交换和处理量较大，且要求较高的数据处收稿日期:2014－04－25理速度，

5、所以选择使用基于增强型8051内核的高速基金项目:湖南省科技厅重点项目(2013NK2004);湖南省教育厅重点项目(12A063)单片机据采集及控制端口，P2．2～P2．7为驱动芯的控作者简介:戴宁湘(1988－)，男，湖南湘潭人，硕士研究生，(E－mail)制端口，如图2所示。在设计中，单片机电STC12C5Axiangtan6@sina．com。32S2。该单片机主要完成对打包数据的解析、对系统通讯作者:蒋蘋(1970－)，男，四川古蔺人，教授，博士，硕士生导师，(E－mail)teacher_jp@163．com。倾斜度的判断及执行单元的动作控制。其中，P1．4～

6、·118·2015年1月农机化研究第1期［3］P1．7为倾角传感器的数源输入端加入0．1μF电容进行滤波，以减少外界干扰，提高电源供电稳定性。图2中央处理单元电路Fig．2Thecircuitofmaincontrollingunit单片机与计算机之间的通讯采用MAX232完成照整步的工作方式，会受到步进电机振动大、噪声大TTL电平与ＲS232电平之间的转换，为单片机提供程等影响;运用细分，不仅可使振动和噪声减小，且可以序下载和程序调试接口，实现计算机与单片机的通减小步进电机误动作产生的平台倾斜度偏移，从而减讯。小激光定位的误差;并且，细分数取得越高，在远端产2．2步进电

7、机驱动电路设计生的偏移量越小。为了使步进电机工作的误差尽可步进电机驱动电路(见图3)主要由细分电路、驱能的小，本设计中驱动电路采用高细分步进电机驱动动控制芯片和光耦隔离电路组成。步进电机转动的芯片THB6128。角位移和输入的脉冲数目要求严格成正比。如果按图3步进电机驱动电路Fig．3Thedrivingcircuitofsteppingmotor图3中，M1、M2、M3端为细分的设定端，根据这ST/VCC端为低电平时，THB6128进入待机，功耗极3端所提供的高低电平的不同，有1、1/2、1/4、1/8、1/低。另外，为了防