發(fā)布時間：2020-11-17 05:45

　　 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展進程中,植保機的智能化發(fā)展成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進步的關鍵因素。但因植保機作業(yè)路況復雜、作業(yè)環(huán)境惡劣、作業(yè)時間較長等問題,又受發(fā)動機工況、機械行駛狀態(tài)、天氣情況等諸多因素影響,當前傳統(tǒng)的植保機普遍存在噴施系統(tǒng)作業(yè)參數(shù)不達標、噴施效率低下、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完善等缺點,均對植保機噴施控制系統(tǒng)的設計造成極大影響。導致農(nóng)藥的浪費且破壞生態(tài)環(huán)境,故急需解決植保機噴施系統(tǒng)的智能控制問題。為了使植保機噴施系統(tǒng)的作業(yè)參數(shù)能夠高精度調(diào)節(jié)且控制系統(tǒng)具備完備的控制策略,進而提高植保機的使用和工作效率,論文基于植保機噴施系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性和工作原理,建立了植保機噴施系統(tǒng)的數(shù)學模型。對植保機噴施系統(tǒng)設計了基于穩(wěn)態(tài)控制與前饋控制和狀態(tài)反饋與PID結(jié)合的植保機噴施壓力控制器,使噴施壓力能夠克服工況擾動快速跟蹤設定壓力。利用Simulink仿真軟件模擬植保機噴施系統(tǒng)在多種復雜工況下的運行,與傳統(tǒng)PID控制器效果進行對比,以此驗證基于穩(wěn)態(tài)控制與前饋控制和狀態(tài)反饋與PID結(jié)合的控制器的控制效果。植保機噴施控制系統(tǒng)在Simulink仿真得到有效驗證的基礎之上,為了契合工程化實現(xiàn)的要求,結(jié)合嵌入式技術與CAN總線技術對植保機噴施壓力控制器進行設計開發(fā),制定了符合該植保機噴施控制系統(tǒng)的農(nóng)機CAN總線通信協(xié)議。硬件方面選取STM32F103RBT6為嵌入式核心控制器,并進行外圍擴展電路、CAN總線通信電路以及顯示電路的設計。軟件方面完成了控制策略的嵌入式程序,基于CAN的噴施控制系統(tǒng)通信協(xié)議程序以及LCD顯示程序的設計。控制器性能驗證采取硬件在環(huán)方式,利用CAN總線模塊實現(xiàn)上位機與嵌入式控制器間通信。上位機模擬植保機噴施系統(tǒng),下位機為所開發(fā)的嵌入式控制器。試驗結(jié)果表明,所設計的基于穩(wěn)態(tài)控制與前饋控制和狀態(tài)反饋與PID結(jié)合的控制器能夠?qū)χ脖�機噴施系統(tǒng)實現(xiàn)有效控制,滿足工程需求使噴施壓力能夠快速而穩(wěn)定地跟蹤設定壓力,達到控制目的。并且實現(xiàn)所設計控制器與植保機噴施系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸,且準確顯示植保機噴施系統(tǒng)的運行狀態(tài)。
【學位單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S49;TP273
【部分圖文】：

第 2 章 嵌入式系統(tǒng)及農(nóng)機通信協(xié)議：繼承 Unix 系統(tǒng)的網(wǎng)絡工具協(xié)議和應用程序是一種開發(fā)性高，且具有可移植性的操作系嵌入式版本 Windows CE，主要是為了嵌入作系統(tǒng)，能夠在有限的資源中，實現(xiàn)多任務 Vxworks 操作系統(tǒng)，支持多種類型處理器，服務組成的實時操作系統(tǒng)；熱門操作系統(tǒng) μCLinux，具備 Linux 的優(yōu)點擴展，系統(tǒng)開放性高，移植性強；入式開發(fā)，源代碼開放，相對于其他操作系裁剪，其內(nèi)核屬于競爭型實時內(nèi)核，在就緒

圖 2.2 CAN 總線結(jié)構(gòu)層次圖Fig. 2.2 Structural diagram of CAN bus層次結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)鏈路層由邏輯鏈路控制層（LLC）和介[59]。層（LLC）層的主要內(nèi)容是確定實際操作中需要的報文，介，其主要功能為：為數(shù)據(jù)傳輸和交付以及遠距離操作數(shù)控制層（MAC）為 CAN 總線協(xié)議的關鍵部分，MAC 對幀優(yōu)先權(quán)的判斷、數(shù)據(jù)收發(fā)以及錯誤的判定。并且對從邏輯，同時將接收的報文輸送給邏輯鏈路層；層次結(jié)構(gòu)的物理層主要分為：物理信號（PLS）、物理介質(zhì)附口（MDI）；（PLS）的主要功能為：對位的定時操作、同步操作和以及

圖 2.3 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)圖Fig. 2.3 Diagram of data frame幀起始起始指的是遠程幀或數(shù)據(jù)幀的幀頭部分，內(nèi)部含有 1 個邏輯 0（顯性）位測到總線位于空閑狀態(tài)，則節(jié)點可以獲取執(zhí)行權(quán)，傳送信息。每個 CAN傳送的 CAN 節(jié)點的幀起始的前沿（隱形變?yōu)轱@性的跳變沿）保持同步仲裁域裁域由標識符與遠程輸送請求位共同構(gòu)成，如圖 2.4 所示。在標準幀的幀仲裁域包括 RTR 位和 11 位的標識位。其標識符具體表示為 ID.28-ID.1的幀格式里，擴展幀仲裁域包括 SRR 位、IDE 位、11 位和 18 位共 29 位。標識符具體表示為 ID.28-ID.0。
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;2018年植保機會火嗎[J];農(nóng)業(yè)機械;2018年05期

2 ;購買植保機最應關心什么[J];農(nóng)業(yè)機械;2018年04期

3 郭建男;;植保機何時走下“神壇”[J];新農(nóng)業(yè);2017年02期

4 馬宗正;范冬宇;范洪兵;尹路;;無人植保機用發(fā)動機水冷系統(tǒng)設計[J];內(nèi)燃機與動力裝置;2017年01期

5 張真;;大疆無人植保機難言顛覆行業(yè)[J];農(nóng)機市場;2016年04期

6 ;選購植保機需考慮的因素[J];致富天地;2017年12期

7 曾詩淇;;DJI大疆創(chuàng)新發(fā)布MG-1S農(nóng)業(yè)植保機金融服務同步上線[J];農(nóng)產(chǎn)品市場周刊;2016年47期

8 馬根眾;;兩款單旋翼無人植保機[J];農(nóng)業(yè)知識;2017年07期

9 曾詩淇;;大疆創(chuàng)新與千尋位置達成戰(zhàn)略合作 為農(nóng)業(yè)無人機提供網(wǎng)絡精準定位服務[J];農(nóng)產(chǎn)品市場周刊;2017年16期

10 ;大疆MG-1S型農(nóng)業(yè)植保機[J];農(nóng)機導購;2017年07期

相關碩士學位論文 前7條

1 鄭薇;植保機噴霧分布均勻性評價及控制[D];沈陽工業(yè)大學;2018年

2 蘭天華;在線混藥植保機噴藥濃度控制研究及嵌入式實現(xiàn)[D];沈陽工業(yè)大學;2018年

3 王琳;植保機噴施壓力控制器的設計與開發(fā)[D];沈陽工業(yè)大學;2018年

4 張凱麗;植保機噴藥變流量控制[D];沈陽工業(yè)大學;2018年

5 王越弘;無人植保機施藥作業(yè)管理系統(tǒng)研究[D];沈陽工業(yè)大學;2018年

6 隆清賢;多旋翼無人植保機系統(tǒng)設計與分析[D];國防科學技術大學;2015年

7 梁洋洋;電驅(qū)動高地隙植保機底盤設計[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2016年

本文編號：2887153