栽植器無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著時代的發(fā)展，科學技術(shù)日新月異，自動化與智能化生產(chǎn)已廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，蔬果及花卉等作物栽植裝備在不斷升級。我國是農(nóng)業(yè)大國，耕地面積遼闊，農(nóng)作物移栽是生產(chǎn)過程的核心環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)的人工移栽勞動強度大，效率低，成本高，因此研制適合我國國情的移栽機對于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展有重要的意義。
　　移栽機的核心部件是栽植器，其主要作用是打穴和植苗，將分苗機或人工送來的秧苗栽入土壤。而栽植器驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計是移栽機的關(guān)鍵技術(shù)之一。為了提高吊杯式栽植

2、器（曲柄搖桿平行四邊機構(gòu)的吊杯栽植器）的栽植質(zhì)量，提出采用無刷直流電機驅(qū)動栽植器的的方案，以滿足對栽植器運動特性的要求。
　　在分析吊杯栽植器的吊杯結(jié)構(gòu)和垂直方向運動規(guī)律的基礎(chǔ)上，提取了栽植器的運行要求及驅(qū)動系統(tǒng)所需關(guān)鍵參數(shù)。明確了驅(qū)動系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計目標為:通過調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，增大吊杯運動軌跡最低點位置的加速度，達到提升吊杯入土能力的目的，使幼苗移栽達到所需深度。
　　設(shè)計了栽植器無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)，主要包括四個方

3、面:
　　(1)分析了無刷直流電機的工作原理，搭建了無刷直流電機的數(shù)學模型，采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)速的控制策略及轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)速。根據(jù)栽植器運行要求和驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)選擇適用于該系統(tǒng)的高轉(zhuǎn)速，大扭矩的電機和減速器;
　　(2)該驅(qū)動系統(tǒng)選用TMS320F28335 DSP作為控制芯片，對該芯片的定時器部分、PWM捕獲及采樣部分、ADC采樣部分進行了設(shè)計，通過軟件實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子位置檢測、旋轉(zhuǎn)磁

4、場信號輸出及對電機進行PWM調(diào)速、PI閉環(huán)控制;
　　(3)分析了驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)和工作原理。設(shè)計信號處理模塊對驅(qū)動器、控制器及電機之間傳遞的信號進行處理和檢測，包括PWM處理模塊、霍爾信號處理模塊、電流檢測模塊等。
　　(4)結(jié)合驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計的要求和相關(guān)的控制理論，在CCS3.3上完成驅(qū)動系統(tǒng)的軟件設(shè)計，軟件功能包括系統(tǒng)初始化、PWM捕獲中斷、定時器中斷、電機啟動與停止、ADC采樣中斷和PI閉環(huán)設(shè)計等。
　　對該栽植器驅(qū)