果園多功能管理機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與液位負(fù)荷濾波研究.pdf

1、隨著我國每年果園面積的不斷擴(kuò)大和水果消費(fèi)的不斷提升，對果園機(jī)械化水平的要求也越來越高，果園作業(yè)機(jī)械化問題日漸突出，成為制約林果業(yè)發(fā)展的一大難題。針對目前我國果園的開溝、施肥、施藥等一體化作業(yè)機(jī)械的缺乏，以及現(xiàn)有果園機(jī)械智能化程度的不足，本課題針對項目組提出的果園多功能管理機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計研究。
　　(1)監(jiān)控系統(tǒng)硬件搭建開發(fā)方面:果園多功能管理機(jī)采用履帶式聯(lián)合收割機(jī)底盤結(jié)構(gòu)，由柴油發(fā)動機(jī)輸送動力，由HST無極調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動履帶

2、行走。針對HST無極調(diào)速系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，設(shè)計出一種由步進(jìn)電機(jī)代替調(diào)速桿的負(fù)荷反饋調(diào)控裝置;根據(jù)開溝器的載荷及轉(zhuǎn)速計算出傳動機(jī)構(gòu)所需的扭矩，進(jìn)而選擇出合適的電磁離合器來操控開溝器;對原有施藥系統(tǒng)的控制方式重新設(shè)計，利用電控代替手動，選用合適的執(zhí)行元件，降低操作難度;根據(jù)開溝器的額定轉(zhuǎn)速、車身行駛速度、不同液體介質(zhì)和容器形狀高度等信息，選擇合適的檢測元件;采用AVR單片機(jī)對油箱和藥箱的液位參量進(jìn)行采集，并對開溝器、施藥系統(tǒng)的各個執(zhí)行元

3、件進(jìn)行操控。
　　(2)監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面開發(fā)方面:果園多功能管理機(jī)包含開溝、施肥、施藥等部分，本文針對整個監(jiān)控系統(tǒng)操控的復(fù)雜性，提出了合理的控制策略，利用可視人性化組態(tài)觸摸屏強(qiáng)大的后臺腳本功能，設(shè)計出一套簡單方便、個性化的多功能管理機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)界面。并采用MODBUS RTU通信協(xié)議與Atmega128單片機(jī)通信，編寫通信程序，進(jìn)行無故障通信。
　　(3)監(jiān)控系統(tǒng)液位濾波處理方面:針對果園多功能管理機(jī)在復(fù)雜的果園環(huán)境條件與工況

4、下，油箱內(nèi)油液和藥箱內(nèi)藥液產(chǎn)生的波動進(jìn)行試驗研究，得到不同工況下液位的波動規(guī)律，分析可知疊加在液位信號里的噪聲干擾大多分布在低頻段，而且液位信號隨著作業(yè)坡度的增加而降低，為此設(shè)計了一種在多因素復(fù)雜工況影響下處理液位信號的數(shù)字濾波方法，并提出一種對不同工況信號進(jìn)行辨識的算法，最后通過試驗驗證表明，此方法能正常識別特征信息，并通過多因素復(fù)合濾波方法消除大部分低頻干擾信號，且修正了由車身傾斜帶來的誤差，表明該方法是有效可行的。
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