秸稈青貯中的添加劑變量噴施控制系統(tǒng)研究

【摘要】：近年來,隨著我國人民生活水平的提高及飲食結(jié)構(gòu)的巨大變化,人們對畜牧產(chǎn)品的需求量逐漸增長,同時也給畜牧業(yè)的發(fā)展增加了飼料的供給壓力。節(jié)糧型畜牧業(yè)是未來畜牧業(yè)發(fā)展之路,添加劑青貯飼料在緩解飼料的供需矛盾中起著至關(guān)重要的作用。但目前添加劑青貯飼料制作中,秸稈添加劑的噴施勞動強度大、作業(yè)效率低,且不能保證混合比例,降低了青貯飼料的營養(yǎng)價值,縮短了飼料的儲存時間。 本文針對現(xiàn)有秸稈添加劑噴施方法存在的問題,以洛陽四達農(nóng)機有限公司生產(chǎn)的9Z-9A型大型秸稈青貯機為研究載體、AT89S52單片機作為控制器、C語言和KeilμVision2為軟件開發(fā)平臺,運用自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)及變量噴施技術(shù)等現(xiàn)代先進技術(shù),設(shè)計了一種基于單片機的秸稈青貯添加劑變量噴施控制系統(tǒng)。具體的研究內(nèi)容和結(jié)論如下: (1)本文針對目前秸稈添加劑噴施存在的問題,提出了一種依據(jù)秸稈與添加劑的混合比和秸稈加工喂入量變化的添加劑變量噴施控制系統(tǒng)的設(shè)計方案?？紤]到秸稈喂入量變化的隨機性,采用喂草輥位移變化和切刀主軸轉(zhuǎn)速變化作為喂入量變化的信號源,即雙重信號控制的設(shè)計方案。 (2)以洛陽四達農(nóng)機有限公司生產(chǎn)的9Z-9A型大型秸稈青貯機為研究載體,根據(jù)該機的結(jié)構(gòu)特征,確定了系統(tǒng)的工作原理、檢測模型及控制算法。 (3)根據(jù)設(shè)計要求,將系統(tǒng)劃分為信號檢測與處理、人機交互、執(zhí)行器控制及聲光報警四三個模塊;對各個模塊的硬件電路進行了設(shè)計,并制作了電路板;用C語言在KeilμVision2開發(fā)環(huán)境中編寫了各個功能模塊對應(yīng)的程序,調(diào)試成功后將軟硬件相結(jié)合,對各個功能模塊及整個變量噴施控制系統(tǒng)進行測試。 (4)通過系統(tǒng)測試驗證,液晶屏可以實現(xiàn)對鍵盤預(yù)先輸入的設(shè)定流量值及轉(zhuǎn)速、位移、流量等檢測信號值進行實時顯示的功能;鍵盤能夠?qū)崿F(xiàn)有翻頁功能,便于人機交互;通過D/A轉(zhuǎn)換和電流放大后可以輸出一定的控制信號;當(dāng)液位值低于或高于設(shè)定值時,能實現(xiàn)聲光報警功能。 (5)借助我院開發(fā)的車載噴藥機,對流量控制系統(tǒng)進行了實驗驗證,并對實驗結(jié)果進行了分析。當(dāng)轉(zhuǎn)速以1r/s的速度遞增時,實際噴施量與設(shè)定噴施量的最大相對誤差絕對值為7.57%,最小相對誤差絕對值為1.61%,平均相對誤差絕對值為為5.31%;當(dāng)轉(zhuǎn)速以2r/s的速度遞減時,實際噴施量與設(shè)定噴施量的最大相對誤差絕對值為7.51%,最小相對誤差絕對值為1.41%,平均相對誤差絕對值為5.12%。 實驗結(jié)果表明,根據(jù)喂入量的變化,通過調(diào)節(jié)電動球閥閥芯的控制電壓,可以對系統(tǒng)流量進行調(diào)節(jié),實現(xiàn)隨喂草量變化的變量噴施目標(biāo)。 【關(guān)鍵詞】：秸稈青貯 添加劑變量噴施 單片機 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 文獻綜述13-22
• 1.1 研究目的及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 研究內(nèi)容20-21
• 1.4 技術(shù)路線21-22
• 第二章 控制系統(tǒng)方案與工作原理22-32
• 2.1 系統(tǒng)分析22-23
• 2.1.1 系統(tǒng)功能分析22
• 2.1.2 本文需解決的問題22-23
• 2.2 系統(tǒng)構(gòu)成23-24
• 2.3 系統(tǒng)總體方案選擇24-26
• 2.3.1 系統(tǒng)控制方式的選擇24-25
• 2.3.2 變量調(diào)節(jié)方式選擇25-26
• 2.4 系統(tǒng)方案確定26-28
• 2.4.1 系統(tǒng)構(gòu)成26
• 2.4.2 系統(tǒng)工作原理26-28
• 2.5 系統(tǒng)硬件設(shè)備選擇28-31
• 2.5.1 微控制器的選擇28-29
• 2.5.2 參數(shù)輸入設(shè)備選擇29
• 2.5.3 顯示器件的選擇29-30
• 2.5.4 傳感器的選擇30
• 2.5.5 流量執(zhí)行器的選擇30-31
• 2.5.6 聲光報警元器件選擇31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 硬件系統(tǒng)原理及設(shè)計32-46
• 3.1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成32
• 3.2 微控制器及外圍電路設(shè)計32-34
• 3.2.1 芯片選擇33
• 3.2.2 單片機外圍電路33-34
• 3.3 傳感器及其電路設(shè)計34-37
• 3.3.1 轉(zhuǎn)速傳感器34
• 3.3.2 位移傳感器34-35
• 3.3.3 流量傳感器35-36
• 3.3.4 液位傳感器36-37
• 3.4 人機交互器件及其電路設(shè)計37-41
• 3.4.1 液晶顯示模塊37-40
• 3.4.2 鍵盤輸入40-41
• 3.5 執(zhí)行器及其驅(qū)動電路設(shè)計41-42
• 3.5.1 器件選擇41
• 3.5.2 驅(qū)動電路設(shè)計41-42
• 3.6 聲光報警電路設(shè)計42-43
• 3.7 系統(tǒng)電源電路設(shè)計43-44
• 3.7.1 變壓器降壓電源43
• 3.7.2 基于三端穩(wěn)壓器LM7805 的降壓電路設(shè)計43-44
• 3.8 控制系統(tǒng)電路板44-45
• 3.9 本章小結(jié)45-46
• 第四章 變量噴施系統(tǒng)軟件設(shè)計46-56
• 4.1 應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)46
• 4.2 初始化模塊46-47
• 4.3 人計交互模塊47-49
• 4.3.1 液晶顯示模塊47-48
• 4.3.2 鍵盤掃描模塊48-49
• 4.4 傳感器信息讀取與處理49-51
• 4.4.1 轉(zhuǎn)速流量計算模塊49-51
• 4.4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊51
• 4.5 流量控制模塊51-54
• 4.5.1 滯環(huán)控制法51-52
• 4.5.2 流量比較模塊52
• 4.5.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊52-54
• 4.6 聲光報警模塊54
• 4.7 控制系統(tǒng)主程序模塊設(shè)計54
• 4.8 本章小結(jié)54-56
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試及實驗56-62
• 5.1 系統(tǒng)軟硬件測試56-59
• 5.1.1 測試目的及內(nèi)容56
• 5.1.2 測試方法56
• 5.1.3 測試條件56
• 5.1.4 測試步驟56-59
• 5.2 控制實驗59-61
• 5.2.1 實驗?zāi)康?/span>59
• 5.2.2 實驗裝置59
• 5.2.3 實驗內(nèi)容59-61
• 5.2.4 誤差分析61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62
• 6.2 創(chuàng)新點62-63
• 6.3 展望63-64
• 參考文獻64-67
• 致謝67-68
• 作者簡介68

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