大蒜播种深度智能调控研

分类：论文文献与常识 发表时间：2019-11-19 10:32

　　摘要：为提高当前大蒜播种机的播种效率与大蒜的出芽率，实现大蒜增产目标，从决定大蒜出芽率的关键装置出发，在理解大蒜播种原理及主要构造的基础上，通过对大蒜播种机的播种装置硬件结构及部件进行了选型及优化。其中，软件控制程序的智能调节与实时控制，实现了播种深度整体控制;加入多通道联合的神经网络智能算法，利用PLC控制原理实现了软件程序与控制算法的高度衔接。同时，进行性能试验，结果表明：对大蒜播种深度进行智能调控可行，播种深度合格率与播种深度稳定性较智能调控前显著提升，播种深度变异系数大幅度减低。

　　关键词：大蒜播种机;播种深度控制;多通道联合;智能运算;PLC控制

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　　0引言

　　多年来，大蒜作为主要的农副产物之一，其栽植技术的开发与改进影响我国大蒜种植业的产量供应，应当引起重视;而影响大蒜出芽率的关键在于播种机进行播种作业时播种设备对于大蒜种子播种深度的精准控制与覆土效果。目前，通过有效利用自动传感及机械控制技术在播种机的机械构件安装限制深度装置、传递感应装置或调节控制装置等都能实现对播种机作用于田间土壤深度的不同控制要求。在玉米、小麦等常见农作物的播种装置机械自动化应用技术娴熟的基础上，大蒜、花生等农副产品的播种装置应当予以同步开发，本项目从大蒜播种机的播种深度一致性与稳定性的技术要求出发，根据实地作业田地的平整度，通过有针对性的对播种机的播种装置进行关键部件优化，对播种深度智能控制系统展开简要分析。

　　1播种机原理及调深机构

　　大蒜播种机的播种原理与其他农作物播种原理相似，一般均由存储种子、分配种子、输送种子、排种播种及最后覆土等装置组成，其三维模型简图如图1所示。播种装置为核心部件，首先应当让大蒜种子瓣面朝上，之后进行栽植。这一过程一方面包括大蒜种子瓣面朝向的智能调整及合理设定并控制栽植装置插入土壤的深度，即保证大蒜种子埋人土壤深度的一致性;另一方面，通过播种机的压力传感装置与镇压作用轮装置互相协调动作，在播种部件自动控制核心系统的操纵之下，指令于电动推杆装置，同时植入关键的虚拟指令、播种深度参数及与作业土壤相关的压力、温湿度等信息，与人机对话模块互相控制、互相响应并控制播种大蒜的人土深度，完成大蒜播种深度调整作业。大蒜播种装置控制系统结构简图。

　　进行大蒜播种深度智能控制的技术关键在于，从取种环节需保证种子供应充足，进行输送传递环节要通过以单片机为主的控制使得大蒜种子的蒜头方向快速调整到合理准确的位置，并通过传感装置作用于下一环节。在大蒜播种机田间行进过程中，保证行进直线度、播种机在播深控制装置的带动下保证稳定性变异系数及栽植深度的合格率。

　　2智能调控系统

　　压力传感装置信号放火模块HAD转换装置信号调制隔离卜呻lAD转换装鼍位移传感装置H电动推杆装置直线度、播种机在播深控制装置的带动下保证稳定性变异系数及栽植深度的合格率。人机对话模块设置DGUS液晶显——刁装置虚拟指令装置镇压强度显示装黉播种深度参数设置，输入图2大蒜播种装置控制系统结构简图Fig.2Structurediagramofthecontrolsystemonthegarlicseedingdevice统设定参数值而定，主要包括温度、工作频率、电压与电流等。表1给出个别控制器选取的额定参数。2.1调控系统硬件设计

　　对大蒜播种机的调深系统进行部件的细致分解并优化，得出互相配合作用的机械、电气零部件，构成调控系统的硬件设施。针对传感部件，对压力传感器与所作用土壤的界面进行受力分解，并建立微分方程，从而准确获取播种机构在播种过程中植入土壤需要克服的相关作用力，进而选取合适型号的传感装置、承压装置及相关调控装置。

　　3试验分析

　　3.1试验前置要求

　　播种装置的硬件与软件智能化之后，进行试验性能对比，来验证设计的可行性及合理性。通过设计仿真软件，假定与实际作业场地相接近的试验条件，其前置要求可概要为：1)保证试验装置进行作业的田地环境相似，如温度、湿度等;2)大蒜播种机其他开挖与覆土等装置设置条件相同;3)牵引装置的行进速度根据试验要求调整，需要有对比性;4)满足大蒜播种作业的各项播种参数，如播种幅宽及播深合格率等。

　　3.2试验性能分析

　　在进行大蒜播种时，蒜瓣的朝向至关重要，决定其发芽与出苗率，在保证瓣向正确的前提下进行播种深度一致性与合理性调控，两者有效结合达到高效大蒜产量，利用优化求解软件进行蒜瓣朝向正确性计算，建立相关目标函数并给出约束条件如下，最终得出所需目标性能参数控制范围、满足条件下智能控制。

　　4结论

　　在保证覆土与镇压稳定的基础条件下，实施播种核心装置及系统的软硬件同步调控设计，在PLC控制技术的引领下，正确利用理论控制模型，有效衔接机械与电气部件的精密配合有序动作，并通过试验验证智能调控在控制程序与硬件配置方面改进的可行性与准确性。同等条件下，各项评价参数都较智能调控前有所改善，如播种深度合格率与播深稳定系数均得到提高，为今后播种深度控制系统的开发与改进提供新思路，具有一定的推广价值。

　　参考文献：

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