基于PLC的农业机器人电气控制系统设计

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随着自动控制技术和农业现代化的发展,农业机器人的应用越来越多.为此,以基于PLC的农业机器人电气控制系统为研究方向,对农业机器人主要的软硬件设计进行了分析.试验结果表明:农业机器人能顺利地完成水果的采摘,且系统具有一定的可靠性、稳定性和抗干扰能力,对现代农业的发展具有一定的积极意义.
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河道防护林往往以单一的杨树为主,容易受到病虫害侵蚀,采用有害生物综合治理的方法,治理病虫害,可实现防护林生态平衡.首先,对目标林场进行病虫害分析,找出影响树木健康的关键病虫害为天牛;其次,建立树木病虫害损伤等级,采用株均羽化孔数建立损伤等级模型;最后,建立防护林健康阈值,株均羽化孔数为3.当株均羽化孔数大于3时,表明防护林处于非健康状态,采用引入天牛的天敌、啄木鸟、花绒坚甲和防护林混栽调控等IPM方法进行干预,干预结果表明:株均羽化孔数量白毛杨为0.11,合作杨为1.57,小于3,表明IPM效果显著.
为探索平贝母在干燥过程中的内部水分变化规律,实现对其含水率的实时监测,为平贝母的干燥工艺和过程设计提供理论依据,利用干燥箱分别在45、55、65℃条件下获得平贝母的热风干燥特性曲线,并以R2、χ2和RMSE为评价指标,采用常用的4种经典干燥模型建立平贝母干燥动力学模型.试验结果表明:Weibull模型与其他干燥模型相比能够更好地模拟平贝母的热风干燥过程;尺度参数 α 随着干燥温度升高而减小,形状参数 β 变化不大;基于Weibull函数计算求得估算有水分有效扩散系数为1.229×10-10~3.218×1
我国马铃薯种植面积不断增加,实现马铃薯收获的机械化可以大幅度提高生产率,促进马铃薯产业的稳定发展.为此,通过对近年来马铃薯联合收获机文献资料的分析,从牵引式和自走式两方面综述了国内马铃薯联合收获机械的研究进展,分析阐述了马铃薯联合收获机的发展趋势,以期为马铃薯联合收获机械的进一步发展提供参考.
根据预切种式横向甘蔗种植机的实际需求设计了种植机的液压系统,建立了开沟机构的AMESIM和ADAMS联合仿真模型,研究双行种植模式下两个开沟机构的同步性,以保证两边开沟深度一致.仿真结果及样机的田间试验表明:液压系统可以满足种植机各个执行机构的控制要求,开沟机构的升降同步误差小于3%,开沟、覆土效果良好,满足设计要求.
针对云南省丘陵山地地形粘重土壤条件下机具培土阻力大的问题,基于自激振动减阻原理设计了新型的马铃薯中耕培土器.进行了培土曲面的设计和弹簧选型,并利用有限元分析软件对铲柄强度进行校核,结果符合强度设计要求.土槽对照试验结果表明:耕深不变时,随着前进速度的增加,两种类型的培土器牵引阻力都逐渐增大;在各速度情况下,自激振动式培土器相对于固定连接式培土器减阻9.33%~19.84%,减阻效果明显.
为了提高收割机远程控制作业的智能化水平,实现收割机的无人化作业,基于音乐舞蹈机器人的音乐识别技术,在远程控制系统的设计上引入了语音指令识别系统,在收割机作业遇到突发状况时可以实现收割机的远程干预.为了验证控制系统的可行性,模拟农田无人化作业的环境,对收割机指令识别系统的识别精度和动作执行误差进行了测试,结果表明:采用小波神经网络算法后,语音指令识别系统可以得到较高的语音识别和动作执行精度,满足了收割机远程控制系统智能化设计需求.
为了实现精准农药喷洒,降低农药浪费,基于物联网技术建立了植保机作业参数匹配系统.系统主要包括流量控制系统和药雾粒径控制系统.流量控制系统包括以下内容:①建立飞行速度、单位面积施药量和流量模型;②驱动隔膜泵流量与PWM控制信号占空比模型;③PID流量调节,降低系统响应时间,进而实现流量随飞行速度动态调整;药雾粒径控制系统用来探究流量、离心喷头转速和药雾粒径之间关系.系统测试表明:系统可以有效控制药物喷洒累积均匀性和药雾粒径均匀性.
当前哈密瓜去皮主要是以人工削皮为主,不但效率低下,而且存在一定的卫生安全问题,严重阻碍了相关企业哈密瓜产品的创新与发展.为了降低工人劳动强度,提高哈密瓜的去皮效率以及机械化和自动化程度,依据哈密瓜果皮粗糙坚硬的物理特性,设计出了一种双刀式哈密瓜自动削皮机.该削皮机外刀可调节削皮厚度1~5mm,内刀可调节削皮厚度3~15mm,锯齿状的内刀与外刀所构成的双刀式组合机构,能够适应各种不同品种的哈密瓜.通过设计计算,确定了仿形弹簧的伸长量为40.68mm,抱果夹的夹持力要大于51.96N.为了确定影响哈密瓜削皮效
以秸秆打捆机可视化监控系统为研究对象,搭建打捆机可视化监测硬件系统,利用MDK和Software模块进行可视化监测系统软件设计,并进行系统应用过程中的软件测试研究.测试数据曲线表明:秸秆打捆机可视化监测系统能够对打捆的实时参数进行监测及曲线显示,显示结果较好地反应了打捆过程中的单草捆质量及密度,且曲线数据可对秸秆草捆的打捆时间、打捆累计质量、累计体积及当前打捆平均密度进行实时反应.
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