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《穴盤苗整排自動取苗機構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、TheDesignandResearchontheFull-row-pincette-typePicking-upMechanismandControlSystemofPotted-seedlingAutomaticTransplanterADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByMaRui(AgriculturalElectrificationandAutomation)DissertationSuper
2、visor:Prof.CaoWinbinMay,2018摘要隨著新疆地區(qū)番茄、辣椒種植面積的不斷增大，對穴盤苗自動移栽機的需求日益增大。穴盤苗自動取苗技術(shù)是實現(xiàn)全自動移栽的關(guān)鍵，研發(fā)一種高效低損的自動取苗機構(gòu)對降低勞動強度和解放生產(chǎn)力具有重要意義。本文設(shè)計了一種穴盤苗整排自動取苗機構(gòu)，對其結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)進行研究。主要包括以下幾個部分：（1）針對整排自動取苗機構(gòu)的工作要求，提出穴盤苗移栽機整排式取苗機構(gòu)的總體設(shè)計方案并闡述工作原理。分別對整排式取苗手、取苗定位機構(gòu)、供苗機構(gòu)和分苗機構(gòu)進行了設(shè)計。以MATLAB與人機交互優(yōu)化界面相結(jié)合的方式優(yōu)化取苗末端執(zhí)行器各桿件參數(shù)。建立三維模型，導(dǎo)入AD
3、AMS驗證其夾苗軌跡，運動符合預(yù)期，仿真分析與理論分析基本一致。以一階函數(shù)運動規(guī)律驅(qū)動取苗手升降運動，在人機交互優(yōu)化界面下分析取苗軌跡。（2）對取苗定位運動與整排式取苗手夾苗運動進行控制需求分析，并分別進行控制方案設(shè)計。取苗定位運動過程中累計誤差對機構(gòu)定位精度影響較大。其中升降運動控制采用開環(huán)控制下的外部定位控制方案，水平運動控制采用帶有位置標(biāo)定的閉環(huán)控制方案。水平定位控制與升降定位控制同時選擇了增加外部定位環(huán)節(jié)的方式，對往復(fù)運動過程進行多次標(biāo)定，降低了累計誤差的影響。（3）針對整排取苗機構(gòu)水平運動定位控制提出了自適應(yīng)的模糊PID控制方案。構(gòu)建水平運動閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析制定模糊控
4、制規(guī)則，設(shè)計自適應(yīng)模糊控制器。在MATLAB中調(diào)用simulink控制箱完成整排自動取苗機構(gòu)水平定位控制系統(tǒng)的PID控制模型與模糊PID控制模型，以標(biāo)準(zhǔn)階躍信號下的PID控制輸出響應(yīng)與自適應(yīng)模糊PID控制輸出相應(yīng)對比可得，自適應(yīng)模糊PID控制模型使得整排自動取苗機構(gòu)在水平定位控制中穩(wěn)定性更強，為該取苗機構(gòu)適應(yīng)于復(fù)雜多變的大田移栽作業(yè)環(huán)境進行高效作業(yè)提供了理論指導(dǎo)。（4）以PLC作為控制器，進行了各部分器件選型、PLC引腳分配，硬件連線。在GXworks2集成開發(fā)環(huán)境下，采用順序功能圖編寫各程序塊梯形圖。在GTworks3界面設(shè)計環(huán)境下對整排自動取苗機構(gòu)控制系統(tǒng)的人機交互界面進行設(shè)計。整體
5、系統(tǒng)設(shè)計可靠。搭建整排自動取苗機構(gòu)試驗臺并進行臺架試驗，整排式取苗機械手能夠按照預(yù)定流程完成取苗動作，定位較為準(zhǔn)確，提高了取苗效率，機構(gòu)整體運行穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：穴盤苗；整排取苗；模糊控制；移栽機·IAbstractWithplantingareaoftomatoesandchiliesinXinjianggrowing,thedemandforplugseedlingsautomatictransplanterisincreasing.TheplasticfilmmulchingtransplantingworkinXinjiangbasicallyreliesonmanualoperat
6、ion,somesemi-automaticmachinesincluded,thatlaborisshortintransplantingperiod.Thepicking-uptechnologyforplugseedlingisthekeytoautomatictransplanter,anditisofgreatsignificancetodevelopanefficientandlowdamageautomaticpicking-upseedlingmechanismforreducinglaborintensityandemancipatingtheproductivefor
7、ces.Atpresent,theresearchontheautomatictransplanterforplugseedlinginChinaismostlyintheexperimentalstageandthereisstillalargegapcomparedwithdevelopedcountriesespeciallyindrylandtransplantation.Inthispaper,anautomaticpic
