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69110字硕士毕业论文基于单片机的播种量管理装置的探讨

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:69110字
论点:控制,装置,播种机
论文概述:

本文是单片机论文,主要论述了查阅大量相关文献资料,对以往关于釆用光电传感器、电磁传感器、和步进电机的设计进行了详细的比较分析,并在这个基础上通过对一些元器件的深入学习比较

论文正文:

第一章简介

1.1研究背景
从国内外发展现状来看,其精量播种机的性能不能满足要求,仍需不断开发新的、更先进的精量播种机。特别是在发展中国家,各种精密播种机的开发还处于起步阶段,需要进行大量的探索和研究试验。尽管一些精密播种机已经投入使用,但在使用过程中暴露出的许多问题仍然亟待解决。因此,我国精量播种技术的发展仍任重道远。因此,国内外专家学者投入了大量的精力和物力开发精密播种机,特别是播种量的控制,并对播种机进行了大量的试验,以达到高效、准确的播种效果。因此,研制一种高效、准确、经济、可推广的广播量调控装置具有重要意义。

1.2国外播种机检测控制装置的发展现状
播种机上使用的检测装置和报警装置大致有三种:机械报警装置、机电报警装置和电子仪器型检测装置。其中,机械式和机电式根据机械装置中的异常工作部件发出报警,而电子仪器式检测装置主要检测播种过程中的种子流量是否正常。该装置的工作信号是通过种子流连续切割红外线获得的。种子正常流动时,光源发出的红外线被流动的种子阻挡,接收传感器无法接收光线;然而,当种子流非常稀少或没有种子时,传感器接收光,检测装置发出报警信号。
……

第二章影响播种量的因素分析及设计方案的确定

2.1影响播种机播种量的主要因素
该控制装置采用单片机控制步进电机。控制装置中步进电机的输入是脉冲信号。当有脉冲输入时,电机的输出轴旋转一个固定的角度。因此,只要输入脉冲的频率改变,步进电机的速度就可以改变。改变输入脉冲频率的方法也非常简单。变频脉冲可以通过单片机的口发送给步进电机。该信号由步进电机驱动器的脉冲分布和功率驱动,控制步进电机工作,从而达到控制播种量的目的。本章主要介绍和分析播种过程中影响播种机播种量的因素。通过分析拖拉机行驶速度和不同排种装置对播种量的影响,得出影响播种量的相关参数。根据这些参数,确定控制对象,并最终制定能够控制广播量的设计方案。

2.2总体设计方案的确定
在分析国内外播种机排种控制装置的基础上,借鉴这些装置的成功经验,结合国内现有产品的现状和现有技术水平。本文设计了一种基于单片机的自动调节播种量的控制装置。在装置设计过程中,结合实际应用背景,主要以水稻免耕播种机为研究对象。种子计量装置的转速由步进电机控制。当控制信号(脉冲)被发送到电机控制装置时,步进电机的致动器将改变旋转角度。当旋转角度连续变化时,输出是步进电机的转速。当播种槽的开口固定到最大或固定值时,步进电机驱动播种轴实现播种量的变化。工作时,拖拉机的速度由速度传感器测量并发送给单片机。经单片机处理后,控制信号发送到电机驱动装置,达到控制排种装置转速,进而控制播种量的目的。单片机控制的步进电机整体框图如图所示。控制装置由速度传感器、控制单元、输入/输出接口单元和执行机构组成。它可以完成种子计量装置转速的数据输入、处理、输出和控制。工作时,用霍尔传感器测量拖拉机的行驶速度,用步进电机代替地轮或侧箱作为驱动机构驱动排种器,减少对播种均匀性的影响。该控制装置可以直接设定播种量等参数,使用方便。该系统运行基本稳定,保证了排种器转速与机器前进速度的同步,提高了播种机播种量的均匀性,达到了初步试验设计的目的和要求。

第三章晕播控制装置的硬件设计..............................12
3.1单片机系统设计..............................12
3.2单片机稳压电源设计..............................19
第四章播种量控制装置软件设计……49
4.1车速测量系统软件设计……49
4.2驱动系统软件设计..............................51
第五章播种量控制装置的试验与分析.............................................55
5.1测试目的……55
5.2测试设备..............................55

第五章播种量控制装置的测试与分析

5.1测试目的
现场测试在实际现场环境中进行,其最终测试结果显示了系统装置的性能。由于田间试验条件极其恶劣,播种时播种机不可避免地会受到外界因素的干扰。同时,由于播种机的播种过程是季节性的,使用时间有限。因此,不可能在如此短的时间内收集到大量充分和可靠的数据。因此,通过有限的实验数据,结果不能完全反映实际情况,但数据可以从侧面反映一些实际情况,这对该领域的学习和研究仍有很大帮助。

5.2试验设备
本试验的目的是测试设计的基于单片机的播种机排种器与样机匹配后的整体运行性能。在试验过程中,设计的速度测控装置分别安装在东方红拖拉机和播种机上进行播种试验。在不同条件下,对该机的整体播种性能进行了测试和评价。同时,对实验数据进行了处理和分析,得出了基于实验的结论。[/BR/]……

第六章结论与建议[/BR/] [/BR/] [/BR/]通过查阅大量相关文献,对以往光电传感器、电磁传感器和步进电机的设计进行了详细的对比分析,并在此基础上,通过对一些部件的深入研究和比较,选择了合适的传感器部件和步进电机,制定了可行的设计方案。通过对国内外检测控制电路的研究和改进,结合机电一体化技术,重新设计了一种实用性较强的新型播种量控制装置。本设计在原有播种机的基础上,采用步进电机驱动代替侧箱驱动。需要解决的主要问题是播种过程中普遍存在的少播和多播现象。通过我们自己动手的设计、安装和操作,以及相关试验,得出以下结论。通过试验证明,采用安装在拖拉机驱动轮上的传感器和拖拉机行驶速度来控制转速,有效克服了地轮驱动方式和侧箱驱动方式打滑造成的速度失配现象。经过一系列的测试和实验,整个系统工作正常。分析测试得到的数据证明,控制装置的播种速度可以根据拖拉机行驶速度的变化进行实时调节,实现了播种量调节范围宽的目的,基本达到了预期的控制效果。该装置的主板和相关部件由手工制造和加工。虽然在测试过程中存在很多干扰因素,但该装置仍能稳定工作,成功完成测试任务。在本设计中,通过播种轴转速与步进电机转速、步进电机转速与拖拉机行驶速度之间的数学模型,播种速度与拖拉机行驶速度相关,这种方法是可行的。
……

参考文献(省略)