试析变量喷雾装备控制系统的研究

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1、江苏大学硕士学位论文变量喷雾装备控制系统的研究姓名：钱国宏申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：邱白晶20060401江苏大学硕士学位论文摘要本文在集成AgGPSl32接收机、AS—RF履带式机器人和SCS450变量喷雾控制器等基础上，研制自主移动变量喷雾装备。主要研究内容包括变量喷雾装备实验系统的建立和分析，变量喷雾控制软件系统的开发，对机器人运动控制系统的研究以及装备变量喷雾效果的实验研究。作为本课题的基础性工作，建立并分析了变量喷雾装备的实验系统，并对SCS450变量控制器进行了标定；其次开发了变量喷雾控制系统，此系统能实时采集GPS的位置信息，并对位置信息进行实时处理

2、以判断喷雾装备当前所在的喷雾操作单元，然后读取当前操作单元的喷量信息传输给SCS450变量控制器实施变量喷雾操作，同时把SCS450变量控制器的反馈喷量存储于数据库中以便对系统变量喷雾效果实施监测；再次，为了实现变量喷雾作业，需要控制机器人在田间沿预先规划好的路径自主行驶，这样本文对机器人的伺服控制系统做了研究。基于对机器人左右驱动电机的物理实验(阶跃响应实验)，使用最小二乘参数估计的一次完成算法辩识出了左右驱动电机的机电时间常数f，、电磁时间常数f，，和转矩系数K，，从而准确建立了左右驱动电机的数学模型。使采用积分．分离的PID控制算法设计了数字PID控制器。基于左右电机阶跃响应过程

3、提取的特征参数采用ITAE最佳传递函数法整定了PID控制器参数，根据系统特点确定了数字式PID控制器的采样周期，并开发了基于积分．分离的PID算法的机器人运动控制软件；最后，变量喷雾装备喷雾效果实验研究的内容包括：(1)完成了机器人直线跟踪实验，对实验数据进行直线拟合，发现拟合直线斜率范围为一O．001575758≤k≤O．008606061，与理想直线斜率非常接近(接近于零)，这里用直线的斜率来表证机器人的直线跟踪精度；(2)采用实验方法标定了机器人转弯角度，为了准确的找出机器人理论转弯角度和实际转弯角度的关系，分别对实验数据进行直线拟合回归、多项式拟合回归和指数拟合回归；(3)设计

4、了变量喷雾效果实验，通过实验得到系统的喷雾误差以及系统的喷雾延迟时间为3秒。本课题的研究为高精度的喷雾作业提供了可能性，也为开发自己的系统应用于精确农业提供了理论和实践基础，具有一定的应用价值。关键词：变量喷雾，通信协议，参数辨识，PID控制江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThepaperintegratedAgGPSl32receiver,AS—RFrobotwithcaterpillartreadandSCS450variablespraycontrollertodevelopvariablesprayingequipmentwhichcartautonomouslymove．

5、Themainresearchcontentconcludedtheintegrationofhardwaresystemofvariablesprayingequipment，developmentofsoftwaresystemusedtocontrolvariablespray,researchofkineticcontroloftheequipmentandexperimentalresearchofvariablesprayeffect．Tobeginwith，mypaperdevelopedtheintelligentlyvariablespraycontrolsystem

6、whichcarlcollecttheinformationoftheGPSpositionatanytime，analyzetheinformationjudgingwhichareatheequipmentbeingin,transmitthesprayinformationtotheSCS450spraycontrollerinordertooperatethevariablesprayandmonitortheeffectbystoringthefeedbacksprayinformationfromtheSCS450controller．Then，inordertOachie

7、vethevariablesprayoperation，thesprayrobotwasneededtocontrolmovingautonomouslyfollowingthepathpreviouslymarkedout，Mypaperdoessomeresearchontheservo-controlsystemoftherobot．Stepresponseexperimenthasbeendoneontherightandleftele