论文部分内容阅读
本课题在已完成的玉米定向排序系统的基础上,完成了玉米定向种带自动包装处理系统关键技术的研究,进行了两系统的一体化控制,并优化了种子方位动态检测算法,取得如下主要结论:1、对玉米定向种带自动包装处理系统进行了总体方案设计和各关键部分设计,关键部分包括定向吸附摆放机构、高速旋转涂胶机构、上下纸带粘合机构和恒张力卷绕机构。2、进行了计算机视觉软件系统的开发,建立了基于MFC的玉米定向识别系统。本课题提出了区域中心法来寻找玉米种子的芽尖,通过偏转角度识别对比试验发现,区域中心法最佳,其耗时为46ms,检测正确率为99.5%;建立了图像的动态ROI区域,通过胚芽面识别算法对比试验可知,RGB模型-直接阈值法最优,耗时为34ms,准确率可达100%。3、进行了玉米种子吸附受力的分析,建立了种子在吸口流场中的受力模型,玉米种子定向吸附过程的正交仿真试验研究表明,气孔间距和吸口锥角对流场气流在垂直和水平方向的速度之比vy/vx的均值影响显著,吸口锥角对气流速度的分布影响显著,气孔间距对气流速度均值的影响极显著;通过高速摄影试验分析,确定了最佳的吸口参数为吸口锥角60°、气孔间距1.5mm和侧板宽度4mm,选择气流速度在为6～8m/s。4、分析了张力系统各环节的传递函数,设计并搭建了基于模糊PID的玉米定向种带恒张力卷绕机构和控制系统;设计了模糊PID控制器,通过MATLAB模糊仿真模块进行了仿真试验,搭建了试验平台并进行了试验,仿真试验和样机试验结果表明,利用模糊PID控制方法,恒张力卷绕系统具有较高的响应速度和稳态精度。5、以STC89C52和PLCS7-200作为下位机对系统的控制方案进行了设计,实现玉米定向种带自动包装处理系统与玉米定向排序系统的一体化控制;结合玉米定向种带自动包装处理系统实际情况,研究了基于组态王的监控系统结构,实现了系统工况可视化;对玉米定向种带自动包装处理系统进行了室内试验,通过试验并结合图像识别的玉米种子识别正确率,确定检测盘的运转速度3r/min,在此转速下系统识别准确率为97.9%,工作效率为878粒/小时。