论文部分内容阅读
目前,在棉花生产过程中打顶作业是唯一没有实现机械化生产的环节。针对新疆兵团地区棉花机械打顶过程中的漏打或多打,工作效率低,打顶精度差等问题,本文根据棉花打顶机的发展趋势,结合棉花打顶的技术要求以及传感器和自动控制技术,在3MDZK-12型组控式单行仿形棉花打顶机的基础上,以STC89C52单片机为核心,GP2D12红外传感器为检测元件,设计了一套切割器高度自动控制系统。1.通过分析国内外棉花打顶机的发展现状基础上提出了基于红外传感器的切割器高度自动控制系统。分析了红外传感器的结构和工作原理,提出了系统的整体设计方案,并对系统硬件的各部分组成及功能进行了总体设计。2.以STC89C52单片机为核心,设计了红外发／射接收接口电路、MCP3001A/D转换电路、LCD1602显示电路、MAX232串口通信电路、稳压电源电路、蜂鸣器报警电路、单片机时钟电路和复位电路。3.结合电液系统的自动控制原理,建立系统数学模型并确定PID控制算法;对控制系统进行PID校正,运用MATLAB软件对系统进行模拟仿真,优化系统参数；以uVision3软件为开发环境,开发设计了控制系统主程序、红外测距子程序、显示子程序、串口通信子程序、延时子程序和报警子程序。4.对选用的GP2D12红外传感器进行性能测试,针对该传感器模拟电压量的非线性输出问题,对其输出信号进行线性化；为了减小测量误差,对其进行均值滤波处理。通过试验,结果表明能满足实际工作要求。在实验室搭建红外测距试验台,通过正交试验设计,安排试验,利用MINITAB和DPS数据分析软件对测量结果进行极差和方差分析,得出影响系统测量误差的主次要因素,找到较优组合。从实验结果可以看出,该红外测距系统能够满足检测精度的要求。通过对测量数据的分析,得出产生误差的原因,为该自动控制系统的进一步研究提供了有力的理论支持。