面向对象技术的智能插秧机控制系统设计研究

以插秧机智能控制系统为研究对象,基于面向控制对象技术设计一种无人驾驶插秧机智能控制系统,并在水泥路面和水田两种不同环境中对插秧机进行性能试验测试。试验结果表明:在水泥路面上插秧机行进过程最大横向偏差小于50mm,最大航向偏差小于2°;在水田内插秧机行进过程最大横向偏差小于60mm,最大航向偏差小于3°,表明智能控制系统在使用过程中具有较高的可靠性和稳定性。

虚拟现实技术在智能插秧机中的应用

为进一步提升我国智能插秧机的作业效率与插植准确度,基于虚拟现实技术理念针对其结构设计及作业控制展开研究。在充分理解智能插秧机的结构组成与作业要求实现的基础上,运用VR控制理念,建立VR可视化设计模型平台,融入北斗定位及VR矩阵元素等核心技术,形成完整的智能插秧机作业系统,并展开有效性的插秧作业试验。试验结果表明:将虚拟现实技术应用于智能插秧机,实现了插秧作业性能的整体提升,在VR可视化的监测与调偏功能运用下,控制准确率相对提高了8.83%,合格率相对提高了6.76%,秧苗利用率亦得到明显提升,对于插秧装备的无人化和智能化及多范围、多地区推广起到了积极作用,可为类似农机装备的优化创新提供很好的思路与方向。

基于数值分析算法的智能插秧机作业优化研究

为进一步提升我国智能插秧机的综合作业效率,基于数值分析算法理念展开核心控制与机构的优化研究。从整机的主体结构组成入手,结合插秧作业的功能实现,建立核心算法的插秧设计架构,并进行硬件功能分配及计算动作指令下的控制布置。整机作业试验表明:数值分析算法下的智能插秧机各组件及模块作业执行良好,优化效果显著;在满足深度合格率与插秧合格率的基础上,整机秧苗漏插率可降低至4.01%,秧苗直立度提升至90.52%,综合作业效率相对提升至95.15%,是数值算法精准性与科学性的最佳体现;整机得到合理配置,对于智能插秧装备的深度优化具有参考价值。

基于计算机网络算法的智能插秧机控制优化

针对我国插秧机的智能化和自动化控制水平较低的问题,基于计算机网络算法对智能插秧机控制进行了优化。智能插秧机的控制系统主要组成包括单片机、视觉导航装置、自动转向装置、挡位和油门、数据采集系统、通讯装置及发动机等。为了使插秧机能够进行自动导航,首先将插秧机抽象为数学模型,再按照模糊算法和纯追踪算法结合的控制算法对前轮转角求解,使插秧机能够按照预设路径行驶。为了验证该智能插秧机的控制性能,对其进行自动导航控制试验,表明插秧机可以进行有效的自动导航。

基于数控技术的智能插秧机结构参数优化研究

智能插秧机的作业效率和控制精度在很大程度上依赖于插秧机核心部件的加工工艺。为进一步提高插秧机核心部件的加工精度,降低加工能耗,引进了数控加工技术。通过深入分析数控加工技术和智能插秧机的结构原理,将数控加工技术应用在智能插秧机结构参数优化中,并建立插秧机数控加工数学模型,完成插秧机数控加工参数优化的流程设计。同时,运用UG软件完成插秧机核心部件的粗加工和精加工程序设计,分析智能插秧机数控加工能耗,最后进行智能插秧机数控加工试验。结果表明:基于数控技术的智能插秧机结构参数优化效果明显,核心部件的加工精度得到显著提升。数控加工技术的应用大大降低了插秧机核心部件加工能耗,对提高生产厂家经济效益、提升数控加工智能化具有重要的现实意义。

应用于智能插秧机的叶盘数控加工参数优化研究

为进一步提高应用于智能插秧机的叶盘加工质量及插秧机整机工作效率,对叶盘的数控加工参数展开优化研究。选定一型号智能插秧机,在对其核心参数及工作原理深入理解基础上,对插秧机的叶盘进行加工参数优化,通过目标寻优函数建立数学模型,并利用绘图软件UG给出叶盘关键组件的三维物理模型,规划好加工工艺路线进行加工试验。研究表明:依照科学数控加工工序及刀具的合理选择,得出的叶盘加工精度较参数优化前可提升10%左右,加工制造成本可降低3%左右,耐用度和智能插秧机的整机工作效率均有提升,此参数优化研究与试验具有重要的实际应用意义。

数值迭代算法下的智能插秧机插秧路径规划

为实现智能插秧机的插秧路径规划,提出了基于数值迭代算法的智能插秧机插秧路径规划的方法。该路径规划系统的主要组成为传感器系统、电动方向盘、档位自动化安装系统和油门自动化安装系统。通过改进人工鱼群算法,包括引入禁忌表和公告牌,改进人工鱼觅食和聚群行为的方法,提高了算法的计算速度和精度。对路径规划系统进行试验,结果表明:算法运行速度快,可以较低成本遍历待插秧区域,能够满足插秧机的使用要求。

智能插秧机核心装置的软件架构设计研究

为进一步提升我国插秧机的智能化控制水平,以软件架构精准监控角度为切入点,针对其核心装置进行设计。在理解智能插秧机组成结构与工作机理的基础上,建立适用于智能插秧机核心装置的软件架构控制模型,并依据软件架构数据通信作业流程设计相匹配的架构控制系统展开仿真试验。试验结果表明:软件架构设计下的智能插秧机,实现了信息的高效传输,系统运行稳定性可控制在90%以上,实现了插秧机硬件配置与软件架构的协同作业,整机稳定率由88.13%提升至93.96%。该思路可为智慧农业装备的发展提供一定的参考。

3DMAX应用下的智能插秧机外观优化

为进一步提高智能插秧机的结构布局协调性与感染力水平,利用3DMAX应用平台进行插秧机外观优化研究。考虑土壤湿润程度对插秧刀具的影响等因素,结合插秧机分插机构传动部件与插植臂等执行部件的相互关系与约束条件,以偏心齿轮啮合传动特性,建立用于智能插秧机外观优化的数学模型,得到关键部件与机构的三维物理模型与无缝装配模型。从结构细化设计与外观造型设计两大角度分别对插秧机体、驾驶座、车轮、插秧装置等曲线参数优化,插秧作业场景与插秧特征提取及组件元素3D建模等操作进行3DMAX场景下智能插秧机的外观呈现与界面设计布局,实现了智能插秧机的3D可视化管理与动画效果展示,且动作一致性较好,设计合理可行。农机三维建模技术对准确实现结构优化有很好的预知功能,对大型农机设备结构设计搭建人机交互虚拟平台有一定的参考价值。

基于PLC的智能插秧机监控系统研究

智能插秧机具有作业效率高、插秧质量高等优点,逐渐取代传统人工插秧作业,但传统的智能插秧机在作业工程中仍然需要人工监控,以便及时处理插秧机出现的故障问题。为此,设计了基于PLC的智能插秧机监控系统,完成了监控系统总体结构的设计,通过硬件选型和软件设计,确定了合理可靠的功能模块。该监控系统能够实时监测智能插秧机的工作状态,远程控制智能插秧机作业,可及时对插秧机的故障进行反馈报警,且结构简单、控制精度高,具有较高的安全性和稳定性,在农业生产上具有一定的推广价值。

智能水稻插秧机的规范使用和应用前景

中国是农业大国,农业种植面积广,农作物种类齐全,特别是水稻分布范围大,种植规模大,对中国农业经济产生重大影响。在水稻种植过程中,涉及到多个步骤,而插秧是非常重要的环节。在传统人工种植中,插秧需要耗费大量的时间和人力,增大种植户的经营压力。在农业经济持续发展中,各类农业机械相继产生和应用,促使智能水稻插秧机开始应用到水稻种植中,有效提升工作效率和质量,更好保障水稻的产量和品质目标实现。该文针对智能水稻插秧机的规范使用进行分析,也对未来的应用前景进行明确,以期推动中国水稻种植产业高质量发展。

基于非线性分析的无线通信识别系统优化研究

为了进一步提升插秧机的通信效率及整机作业效率,以无线通信识别模块为研究对象,基于非线性分析控制理论展开优化研究。结合插秧机的作业环境特征和各组件协调作业特点,从通信信号的非线性处理和保证抗干扰能力角度入手,建立通信识别系统的非线性控制器模型,并针对系统的输入输出和接口模块完成电路控制与程序优化布局。同时,进行插秧作业通信监测验证试验,结果表明:此非线性分析应用机理下,插秧机作业的智能性与精准性得到显著提高,通过非线性控制实现了细致有效的数据计算分析,通信传输效率相对提升了5.69%,插秧深度合格率可达96.78%,满足智能插秧设计要求。