电动机驱动玉米气吸排种器总线控制系统设计与试验

摘要：

车速对电动机驱动玉米气吸式排种器排种性能具有重要影响,为此设计了一种电动机驱动排种器CAN总线控制系统,采用CAN总线通讯的方法探究系统驱动排种器随车速的变化特性.该系统主要由人机交互设备、排种监测ECU、排种驱动ECU组成,参照ISO 11783协议,对播种机具总线系统进行了设计.以4行气吸式玉米排种器为对象,搭建试验台,对总线控制排种盘转速精度进行了试验.通过总线提取的排种盘转速闭环调控结果得出,排种盘转速位置PID控制调整过程中存在低速调节时间长、超调量大的问题.采用分段PID参数控制的方法,由试验结果将排种盘转速设定值分为低速(15 ～20 r/min)、中速(20 ～40r/min)、高速(40～55r/min)3个阶段,分阶段赋予对应闭环调节参数,得出排种盘目标转速在低速阶段时平均响应时间、平均超调量分别为1.84 s、38.51％,与位置PID控制相比较,分别降低1.63 s、34.41％;15～55r/min时平均稳态误差绝对值为0.97 r/min,标准差为0.76 r/min,平均稳态误差绝对值减小0.13 r/min.进行了总线系统落种监测精度试验,设定粒距20 cm,排种盘孔数为26个,车速4～12 km/h时,系统排种监测平均准确率为97.53％,标准差为0.48％.采用排种总线系统对车速影响排种器性能进行了试验,风机驱动轴转速为540r/min,车速范围为4～8 km/h,测得风压范围为-6.0～-5.9 kPa,播种合格指数平均为95.68％,标准差为2.29％;车速达到9 km/h时,合格指数降到90％以下,排种器漏播较严重.通过对播种总线系统车速和4行排种驱动电动机实时转速的监测,进行了车速阶跃变化播种系统响应试验,结果表明在车速4～12 km/h、2 km/h间隔递增过程中,系统对排种盘目标转速平均响应时间为2.00 s,标准差为0.34 s;2 km/h间隔递减过程中,系统对排种盘目标转速平均响应时间为1.83s,标准差为1.07 s,表明按照车速阶跃变化,该总线控制系统具有较好的响应性能.

关键词：玉米气吸排种器、电动机驱动、总线控制系统

所属期刊栏目：50

分类号：S24;S223.2(农业电气化与自动化)

资助基金：国家重点研发计划项目2017YFD0700500-2017YFD0700502

在线出版日期：2019-03-29（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：57-67