随着时代的发展,科学技术日新月异,自动化与智能化生产已广泛应用于工农业领域,蔬果及花卉等作物栽植装备在不断升级。我国是农业大国,耕地面积辽阔,农作物移栽是生产过程的核心环节之一,传统的人工移栽劳动强度大,效率低,成本高,因此研制适合我国国情的移栽机对于农业经济的发展有重要的意义。移栽机的核心部件是栽植器,其主要作用是打穴和植苗,将分苗机或人工送来的秧苗栽入土壤。而栽植器驱动系统的设计是移栽机的关键技术之一。为了提高吊杯式栽植器(曲柄摇杆平行四边机构的吊杯栽植器)的栽植质量,提出采用无刷直流电机驱动栽植器的的方案,以满足对栽植器运动特性的要求。在分析吊杯栽植器的吊杯结构和垂直方向运动规律的基础上,提取了栽植器的运行要求及驱动系统所需关键参数。明确了驱动系统系统设计目标为:通过调节驱动电机的转速和转矩,增大吊杯运动轨迹最低点位置的加速度,达到提升吊杯入土能力的目的,使幼苗移栽达到所需深度。设计了栽植器无刷直流电机驱动系统,主要包括四个方面:(1)分析了无刷直流电机的工作原理,搭建了无刷直流电机的数学模型,采用脉冲宽度调制(PWM)调速的控制策略及转速、电流双闭环的控制结构,实现了驱动系统调速。根据栽植器运行要求和驱动系统的关键参数选择适用于该系统的高转速,大扭矩的电机和减速器;(2)该驱动系统选用TMS320F28335 DSP作为控制芯片,对该芯片的定时器部分、PWM捕获及采样部分、ADC采样部分进行了设计,通过软件实现了转子位置检测、旋转磁场信号输出及对电机进行PWM调速、PI闭环控制;(3)分析了驱动器的结构和工作原理。设计信号处理模块对驱动器、控制器及电机之间传递的信号进行处理和检测,包括PWM处理模块、霍尔信号处理模块、电流检测模块等。(4)结合驱动系统设计的要求和相关的控制理论,在CCS3.3上完成驱动系统的软件设计,软件功能包括系统初始化、PWM捕获中断、定时器中断、电机启动与停止、ADC采样中断和PI闭环设计等。对该栽植器驱动系统的硬件和软件设计进行了相关的测试和调试。验证了软件和硬件设计的可靠性和稳定性。在搭建的实验平台上装机运行,用加速度传感器测得吊杯运动的加速度变化规律,与期望轨迹一致;并进行了打穴试验,测量入土深度。证实该驱动系统的设计能提高栽植器的打穴加速度,验证了设计的驱动系统的可行性。