水稻机械除草避苗控制系统设计与试验

摘要：

为使除草部件的作业路径能避开稻苗,降低机械除草的伤苗率,设计了一种机器视觉与液压伺服控制技术相结合的避苗控制系统.采用垂直俯拍方式,提取了稻苗冠层边界的形心图像坐标位置,通过小孔成像模型转换,获得稻苗地面坐标位置及除草部件中心与苗行中心线的距离.建立了平行四杆纠偏机构的液压控制系统模型,获得纠偏调控量与液压推杆的映射关系.基于PID控制算法,建立了比例阀液压系统数学模型,应用Matlab/Simulink仿真表明:模型的稳态响应时间约为0.28 s,静差约为0.07 mm.进行了台架试验,结果表明:图像处理系统提取苗行中心线误差不超过3 cm;正交试验结果表明:避苗控制系统中伤苗率的影响因素主次顺序为:行进速度、移栽天数、稻苗间距,当行进速度为0.8 m/s、移栽天数为10d、稻苗株距为12 cm时,伤苗率为2.48％.

关键词：农业工程与信息技术、水稻、机械除草、避苗控制、PID算法、仿真分析

所属期刊栏目：51

分类号：S237(农业机械化)

资助基金：国家自然科学基金;广东省重点领域研发计划专项项目;广东省杰出青年基金;广州市科技计划;现代农业产业技术体系建设专项

在线出版日期：2021-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：386-396