| 【中文题名】 | 精准农业田间变量施肥控制系统研究 |
| 【英文题名】 | Research on Variable Rate Fertilization Control System in Precision Agriculture |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-12-25 |
| 【中关键词】 | 变量施肥,ARM,液压马达,雷达传感器,反馈控制,模糊推理 |
| 【英关键词】 | Variable Rate Fertilization,Advanced RISC Machine,Hydraulic Motor,Radar sensor,Feedback Control,Fuzzy Reasoning,Online Real-time Display, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 | 国内外在变量施肥控制系统的研究方面有很多成果和进展。国外的成型系统尽管性能优良，但其总体造价都很昂贵，且受气候和土壤条件等制约。国内所研究的变量施肥系统则存在机械机构复杂，受肥料物理特性影响较大及造价较高等缺点。
为克服国内外所研究变量施肥系统的存在的问题，本文结合国家“863”科技攻关招标项目“变量施肥控制系统的研制”的子题目，重点对变量施肥控制器进行了研究。在深入分析影响施肥主要因素的基础上，确定了以液压马达为执行机构的变量施肥控制方案，通过控制排肥轴转速，调节施肥量，以实现按需施肥。当排肥器不用地轮驱动时，变量施肥设计必须考虑机具前进速度对施肥量的影响。
本课题设计过程分三步，硬件设计、软件设计及系统测试。硬件部分包括速度信号采集部分、ARM变量施肥控制器和实施机构。其中信号采集部分由接近开关及测速雷达来实现，采集所得到的信号通过外部中断口输入，ARM主控板包括人机界面接口、存储器接口、传感器接口及电源接口，实施机构由液压马达、驱动齿轮、肥料箱、排肥轮、中间传动轴、机架等控制部件组成；软件部分实现了用键盘输入施肥量的要求，结合收到的速度信号，控制器使用模糊算法对收到的信号... |
| 【论文题纲】 |
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摘 要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-8 |
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1 引言 |
8-13 |
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1.1 我国化肥施用存在的问题 |
8-9 |
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1.2 科学施肥 |
9 |
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1.3 精准变量施肥及其发展现状 |
9-11 |
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1.3.1 精准农业变量施肥的概念及其发展现状 |
9-10 |
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1.3.2 变量施肥控制技术研究发展现状 |
10-11 |
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1.4 研究的目的和意义 |
11-12 |
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1.5 研究的主要内容 |
12-13 |
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2 变量施肥控制系统试验与分析 |
13-29 |
|
2.1 施肥方案的确定 |
13-20 |
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2.1.1 影响施肥量的主要因素 |
13-14 |
|
2.1.2 变量施肥的可用方案 |
14-16 |
|
2.1.3 变量施肥方案的确定 |
16-17 |
|
2.1.4 液压马达的工作原理及其选取 |
17-20 |
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2.2 施肥机构及转速标定 |
20-28 |
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2.2.1 实验测试方法 |
20-21 |
|
2.2.2 实验测试数据 |
21-26 |
|
2.2.3 实验结果分析 |
26-28 |
|
2.3 小结 |
28-29 |
|
3 系统设计及实现 |
29-55 |
|
3.1 控制系统总体结构设计 |
29-31 |
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3.1.1 变量施肥控制概况 |
29 |
|
3.1.2 施肥控制总体方案设计 |
29-30 |
|
3.1.3 雷达测速及其在本系统中的应用 |
30-31 |
|
3.2 系统硬件设计 |
31-38 |
|
3.2.1 变量施肥控制的硬件选择 |
31-32 |
|
3.2.2 控制系统硬件结构 |
32-33 |
|
3.2.3 施肥量信号的输入 |
33-34 |
|
3.2.4 传感器及其接口 |
34-35 |
|
3.2.5 液晶显示及其接口 |
35-36 |
|
3.2.6 控制信号输出和继电器模块 |
36 |
|
3.2.7 与上位系统机的接口 |
36-37 |
|
3.2.8 控制系统对电源的要求 |
37-38 |
|
3.2.9 系统原理图的确定 |
38 |
|
3.3 软件设计 |
38-53 |
|
3.3.1 机具前进速度处理子程序 |
39-40 |
|
3.3.2 马达转速处理子程序 |
40 |
|
3.3.3 人机界面子程序 |
40-44 |
|
3.3.4 串口通讯子程序 |
44-48 |
|
3.3.5 调试开发环境 |
48-53 |
|
3.4 控制系统的封装 |
53-54 |
|
3.5 小结 |
54-55 |
|
4 系统性能测试与分析 |
55-65 |
|
4.1 系统模拟调试 |
55 |
|
4.2 控制系统的基地调试 |
55-57 |
|
4.3 实验结果误差分析及改进办法 |
57-64 |
|
4.4 小结 |
64-65 |
|
5 结论 |
65-67 |
|
致谢 |
67-68 |
|
参考文献 |
68-72 |
|
附录 |
72 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.381472 |
