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1、精選公文范文管理資料變量撒肥機關鍵設計參數及其控制系統搭建　　0[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料引言　　糧食生產在很大程度上依賴于作物品種的改進、生產技術的完善,以及施肥量、施肥效率的提高[1].生產實踐表明,在作物不同生長階段,因地制宜施用肥料已經成為農事活動特別是作物增產措施的重要內容[2].合理利用化肥及研究施肥技術對我國農業(yè)發(fā)展有著非常積極的意義[3].變量施肥技術是精確農業(yè)的重要組成部分,它根據作物生長的實際需要,基于科學的施肥方法(如養(yǎng)分平衡施肥法、目標產量施肥法等)對作物

2、進行變量投入,即按需投入[4].實踐表明,變量施肥可大大地提高肥料利用率、減少肥料的浪費以及多余肥料對環(huán)境的不良影響,具有顯著的經濟、社會和生態(tài)效益.但傳統的人工撒施肥料不僅施肥勞動強度大、生產效率低,而且施肥均勻性差;現有的撒肥機械當車速變化時,由于不能及時地改變排肥量,使得施肥量隨車速增大而減少,不能滿足農藝技術要求.研究表明,對于既定排肥口形狀(如圓形、長方形、正方形等),排肥口開度與排肥量之間并非線性關系.為了提高撒肥機的施肥質量,本文對變量撒肥機關鍵設計參數(肥料高度對施肥量的影響、排肥口開度對施肥

3、量的影響)進行研究,并在此基礎上設計一種基于單片機的小型變量撒肥機控制系統.　　1關鍵參數確定　　1.1肥料高度對施肥量的影響　　變量撒肥機的肥箱有多種結構,如圓筒形、圓錐形、方錐形、方形等.在實際應用中,方錐形的肥箱應用最廣泛,因此選擇一種方錐形的肥箱來研究肥料高度對施肥量的影響.　　將固體顆粒肥料在排肥口開口大小一定的情況下,在肥箱內肥料平面以下的不同高度測其流量,每次取10個不同高度,測得10個流量值,通過8次實驗所得數據如圖1所示.從圖1看出,流量和高度之間不成比例函數關系,流量始終在0.100kg/

4、s[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料左右,上下浮動不超過10g,偏差范圍不超過1%.因此,高度對流量影響不大,在實際應用中可以不考慮高度對施肥量的影響.　　1.2出肥口開度對施肥量的影響　　排肥口形狀有圓形、長方形、正方形多種形式,本次試驗排肥口選擇為長方形,試驗所用肥料為普通顆粒尿素.　　將相同質量、相同種類的固體顆粒肥料放入肥箱中,分別在排肥口總開度S0的2/10、3/10、4/10、5/10、6/10、7/10、8/10、9/10、10/10時測量肥料流完需要的時間,重復進行5次,

5、求其平均值;然后將不同排肥口開度排完定量體積肥料的時間換算成單位時間的排肥量(流量),得到排肥量與排肥口開度之間的關系,如圖2所示.從圖2[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料可以看出:所選用顆粒狀肥料在長方形排肥口條件下,排肥口開度與排肥流量之間并不是線性關系(閥門移動距離越大,排肥口開度越大),而是呈拋物線函數關系.這表明,隨著所需流量的變化,排肥口開度也要符合拋物線函數關系變化,才能提高施肥質量.　　本機構中施肥機每公頃的排肥量Q(kg)為???根據擬合曲線得到關系式如式(2),R的檢

6、驗值為0.9916,達顯著水平,表明式(2)可用于本實驗裝置排肥量修正.式(2)為???其中,q為排肥量,kg/s;v為機具前進速度,m/s;B為施肥機行走距離,m;s為閥門移動距離,m.每一種變量施肥機排肥口形狀和尺寸不盡相同,在不同的撒肥機設計時應根據實際排肥口尺寸再做實驗,確定其函數關系.　　2撒肥機的硬件選擇與設計2.1撒肥機的整體結構變量撒肥機由車速信息采集系統、單片機控制電路、步進電機驅動系統、排肥設備等4[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料部分組成.車速信息采集系統由電磁傳感

7、器來完成,通過采集機具的運行速度和設定的肥料施撒信息一起輸入單片機控制電路,經過運算得出所需的脈沖數;將這個脈沖數輸入步進電機的驅動器,控制步進電機變速轉動,進而改變排肥口的大小,按需輸出肥料.其變量施肥機控制結構如圖3所示.　　目前,微控制器的型號和種類有很多(如M3系列、MSP430系列、STC51系列等),每一款微控制器都有自己的優(yōu)勢和適用的環(huán)境.本次設計對微控制器的要求主要有:　　1)穩(wěn)定.系統工作環(huán)境比較復雜,溫濕度變化大,而且灰塵比較大,要求微控制器能夠在較復雜環(huán)境下正常工作.　　2)控制能力強.

8、本系統中機電設備較多,包括兩個行走電機和一個物料投放控制電機,還包括行駛路程檢測等,這就要求選用的微控制器具有強大的控制能力.　　3)較高的運行速度.系統中需要控制器對物料質量、行駛路程做出準確而快速的判斷,及時調整行駛速度和物料投放速度.根據以上實際需求,本系統選用工業(yè)級STM32F103R8T6[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料作為本系統的核心微控制器.該微控制器包含一個主