基于ARM9的移动式排种器试验系统设计

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目前播种技术发展的一个重要方向就是精密播种技术,实现精密播种机的性能检测是研制和开发中不可或缺的重要环节。与航空、电力、汽车、电子、医疗等行业的测试仪器和装备相对比,农业机械的测试装备比较落后。传感器的价格、灵敏程度、检测难易程度等原因导致播种质量测试项目标准检测仪器的缺乏。因此,课题目标为设计出一种精密、高效、智能、环保的排种器试验台。试验台的设计主要包括控制部分设计,传感器的研发以及机械部分的设计。本文主要完成的是试验台的控制部分及机械部分。对GB/T6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法》中排种性能试验方法进行了相关的分析,并据此制定了排种器试验台的总体设计方案。采用模块化设计,将整个系统分为主体支撑框架、排种器安装支架机构、传动机构、离合机构、智能数显系统、排种检测系统以及排种自动控制系统。完成试验台机械部分整体虚拟设计和装配,包括主体支撑框架、排种器安装支架机构、传动机构、离合机构,以及电气部件的支撑部分。并对相关部件ANSYS有限元分析,保证了设计的可靠性。使用电子传感器代替传统的黄油带检测种子位置,精简了原本庞大的机构。研究相关的控制策略,最后选择了模糊PID闭环控制策略来控制电机的转速,并应用Matlab进行仿真。构建了下位机-变频器-电机的控制系统,并将下位机的数字输出量作为输入值,电机转速作为输出值,构建了控制系统的数学模型。并使用C语言编写模糊PID程序,并将之应用于自动控制系统中。结果表明使用模糊PID控制策略可以大大减少调控时间,提高系统的反应速度及稳定性。同时设计了基于ARM9的检测控制显示平台。平台以TLC5615芯片为主建立了控制信号转换电路,以欧姆龙公司生产的增量式光电编码器E6B2-CWZ6C为主体建立了光电编码器测速模块,以S3C2440为主芯片构建了ARM9监控平台,编写程序并调试成功。本文将ARM9应用于自行设计的便携式排种器试验台,使用模糊PID控制策略提高系统的控制精度及反应速度,实验证明模糊PID控制策略大大缩短了系统的反应时间,提高了控制精度和反应速度。
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