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带式玉米高速导种装置控制系统的设计与试验
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作者 李帅霏 毛欣 +4 位作者 王淞 王光宇 衣淑娟 陶桂香 李衣菲 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期235-242,共8页
为了解决高速精量播种机带式玉米导种装置在导种过程中排种盘和导种带转速匹配精度低导致粒距均匀度差的问题,设计了一种基于闭环控制的双电机控制系统,通过对导种装置进行运动学分析,建立了排种电机、导种电机与机具作业速度的关系。... 为了解决高速精量播种机带式玉米导种装置在导种过程中排种盘和导种带转速匹配精度低导致粒距均匀度差的问题,设计了一种基于闭环控制的双电机控制系统,通过对导种装置进行运动学分析,建立了排种电机、导种电机与机具作业速度的关系。为提高双电机匹配精度,设计了带有反馈功能的双电机闭环控制系统,排种电机采用霍尔传感器进行转速反馈,导种电机通过带式导种装置监测模块进行速度反馈。同时,开展了系统性能对比台架试验,选取合格率、漏播率、重播率、变异系数与合格粒距变异系数作为试验性能指标。台架试验结果表明:在4种不同机具作业速度下,采用闭环控制系统相较于开环控制系统,平均合格率提升0.48个百分点,平均重播率降低0.36个百分点,平均漏播率降低0.12个百分点,平均变异系数降低1.81个百分点,平均合格粒距变异系数降低2.54个百分点。所设计的带式导种装置双电机控制系统能够实现排种盘和导种带转速高精度匹配,从而达到粒距均匀的播种效果,为后续高速播种装置的进一步研发提供理论支持。 展开更多
关键词 玉米 带式导种装置 气吸式排种器 闭环控制 速度反馈
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带式大豆高速导种装置籽粒姿态矫正元件设计与试验
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作者 衣淑娟 王光宇 +3 位作者 李衣菲 王淞 李帅霏 卫睿勇 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期268-278,424,共12页
为解决带式导种装置在高速(13~16 km/h)播种时单种腔内籽粒姿态不稳定、位置不一致的问题,设计了一种带式导种装置籽粒姿态矫正元件,该元件由5阶平行横纹构成,每3阶横纹对应1个种腔,横纹凸起高度为1 mm。并采用丁腈橡胶材料制作,当大豆... 为解决带式导种装置在高速(13~16 km/h)播种时单种腔内籽粒姿态不稳定、位置不一致的问题,设计了一种带式导种装置籽粒姿态矫正元件,该元件由5阶平行横纹构成,每3阶横纹对应1个种腔,横纹凸起高度为1 mm。并采用丁腈橡胶材料制作,当大豆接触到第1阶横纹后会被其调整成籽粒长轴垂直于输种带运行方向进行稳定导种。通过分析籽粒在碰撞形变阶段和碰撞恢复阶段的状态,明确籽粒在矫正区内的理论二维输种位置。利用EDEM离散元仿真软件进行矫正横纹最佳高度仿真试验,以倾角合格率和偏移合格率为评价指标,通过单因素试验分析籽粒从限位-矫正过渡阶段至矫正阶段终点的位移曲线,明确矫正横纹高度对籽粒横向运移规律,并得到横纹高度1.00 mm下籽粒倾角合格率平均值为95.7%,籽粒偏移合格率平均值为98.2%。利用高速摄像技术进行单因素对比试验,并以姿态变异系数和株距变异系数为指标进行矫正效果对比试验。对比试验结果表明,有矫正元件的带式导种装置姿态变异系数和株距变异系数均低于无矫正元件的带式导种装置;安装横纹高度为1 mm、厚度为4 mm的矫正元件后,籽粒姿态变异系数平均值为16.45%,株距变异系数平均值为12.78%,可满足高速精量播种作业要求。 展开更多
关键词 大豆 高速精量播种机 带式导种装置 籽粒姿态矫正 定向导种
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精量播种机种子运移过程与装置研究进展 被引量：1
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作者 王光宇 衣淑娟 +4 位作者 王淞 李帅霏 李衣菲 陶桂香 毛欣 《农机化研究》 北大核心 2025年第12期1-9,共9页
精量播种是现代农业实现高产稳产的关键技术,精量播种机是实现高速、精量、节本增效的重要载体。种子在精量播种机内的运移过程主要由充种、携种、清种和导种4个环节组成。以种子在精量播种装置内的运移过程为基本分类,分别梳理了国内... 精量播种是现代农业实现高产稳产的关键技术,精量播种机是实现高速、精量、节本增效的重要载体。种子在精量播种机内的运移过程主要由充种、携种、清种和导种4个环节组成。以种子在精量播种装置内的运移过程为基本分类,分别梳理了国内外精量播种机4个环节对应装置的技术特点和优缺点,得出无伤充种、平稳携种、有效清种和精确导种是提升精量播种技术精度和效率的主要技术措施。为满足现代农业生产对播种作业过程的精量化、有序单粒化、株距均匀化、节约资源和环境友好型农业技术的需求,指出了未来精量播种机种子运移过程与装置的重点研究方向,包括气力式充种环节中的气室压损最小化、电驱动排种环节中的精准控制技术、多级气力式清种环节中的种子有序单粒化,以及全约束导种环节中的“零速投种”原理和装置研究,旨在进一步提升精量播种技术的精度和效率,为满足现代农业对节能、高速、高效精量播种作业需求提供理论参考与借鉴。 展开更多
关键词 精量播种 种子运移 有序单粒化 零速投种 高速作业
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基于FSMC-Kalman的带式高速导种装置控制系统研究 被引量：4
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作者 王淞 衣淑娟 +4 位作者 赵斌 李衣菲 王光宇 李帅霏 孙文胜 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期169-179,332,共12页
为解决带式高速导种装置导种过程中导种电机与排种器驱动电机转速同步率低、稳定性差,造成播种株距变异系数升高,播种均匀度差的问题,提出一种基于模糊滑模卡尔曼(Fuzzy sliding mode control-Kalman,FSMCKalman)算法的带式高速导种装... 为解决带式高速导种装置导种过程中导种电机与排种器驱动电机转速同步率低、稳定性差,造成播种株距变异系数升高,播种均匀度差的问题,提出一种基于模糊滑模卡尔曼(Fuzzy sliding mode control-Kalman,FSMCKalman)算法的带式高速导种装置控制系统。通过对系统运动过程分析建立了排种电机、导种电机与作业速度的关系,为研究系统控制策略,对两个电机建立了数学模型。提出的FSMC-Kalman算法利用模糊算法动态整定滑模控制器中的逼近系数与速率系数,并在反馈环节加入卡尔曼滤波算法,从而增强控制系统的鲁棒性与自适应能力。仿真试验表明:基于FSMC-Kalman算法的导种电机转速无超调,调节时间为0.22 s,稳态误差为4.68 r/min;基于FSMC-Kalman算法的排种电机转速也无超调,调节时间为0.23 s,稳态误差为1.96 r/min。台架试验表明:FSMCKalman算法4种作业速度的平均合格株距变异系数为7.98%。FSMC-Kalman算法相较于SMC算法平均合格株距变异系数降低4.67个百分点,相较于FSMC算法平均合格株距变异系数降低3.36个百分点,相较于SMCKalman算法平均合格株距变异系数降低2.06个百分点。基于FSMC-Kalman的带式高速导种装置控制系统能够使导种电机与排种器驱动电机高同步率稳定工作,从而提高播种均匀度。 展开更多
关键词 带式高速导种装置 控制系统 模糊算法 滑模控制 卡尔曼滤波
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