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

1、隨著我國(guó)每年果園面積的不斷擴(kuò)大和水果消費(fèi)的不斷提升，對(duì)果園機(jī)械化水平的要求也越來(lái)越高，果園作業(yè)機(jī)械化問(wèn)題日漸突出，成為制約林果業(yè)發(fā)展的一大難題。針對(duì)目前我國(guó)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(duì)項(xiàng)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(jì)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(dòng)機(jī)輸送動(dòng)力，由HST無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)履帶

2、行走。針對(duì)HST無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)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(jì)算出傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的扭矩，進(jìn)而選擇出合適的電磁離合器來(lái)操控開溝器;對(duì)原有施藥系統(tǒng)的控制方式重新設(shè)計(jì)，利用電控代替手動(dòng)，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(cè)元件;采用AVR單片機(jī)對(duì)油箱和藥箱的液位參量進(jìn)行采集，并對(duì)開溝器、施藥系統(tǒng)的各個(gè)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(duì)整個(gè)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(tái)腳本功能，設(shè)計(jì)出一套簡(jiǎn)單方便、個(gè)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(wú)故障通信。
　　(3)監(jiān)控系統(tǒng)液位濾波處理方面:針對(duì)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(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)研究，得到不同工況下液位的波動(dòng)規(guī)律，分析可知疊加在液位信號(hào)里的噪聲干擾大多分布在低頻段，而且液位信號(hào)隨著作業(yè)坡度的增加而降低，為此設(shè)計(jì)了一種在多因素復(fù)雜工況影響下處理液位信號(hào)的數(shù)字濾波方法，并提出一種對(duì)不同工況信號(hào)進(jìn)行辨識(shí)的算法，最后通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證表明，此方法能正常識(shí)別特征信息，并通過(guò)多因素復(fù)合濾波方法消除大部分低頻干擾信號(hào)，且修正了由車身傾斜帶來(lái)的誤差，表明該方法是有效可行的。
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