支持转速现场标定的玉米精密排种器电驱控制系统研究

作者：杨硕; 王秀; 高原源; 翟长远; 赵学观; 赵春江^*

来源：农业机械学报, 2020, 51(01): 47-55.

• 玉米
• 精密排种器
• 现场标定
• 播种均匀性
• CAN总线

针对现有玉米精密电驱排种控制系统无法快速适应多类型排种器排种控制的问题,在玉米CAN总线电动排种的基础上,设计了一种对玉米排种器排种驱动进行现场标定的电驱控制系统。系统在排种驱动电动机控制信号与排种盘转速之间的对应关系中,采用分段线性插值的方法现场获取排种器驱动曲线,实现排种盘转速标定与控制。以国产气吸式玉米精密排种器和指夹式玉米精密排种器为试验对象,在模拟车速下,对系统排种盘转速现场标定的控制准确性进行试验。电驱气吸式排种器排种盘转速控制性能试验中,株距设定为25 cm,车速设定为3～12 km/h(间隔3 km/h),结果表明,系统调节时间最长为0. 80 s,稳态误差最大为0. 81 r/min,控制精度最低为97. 42%。电驱指夹式排种器排种盘转速控制性能试验中,株距分别设定为20、25、32 cm,车速设定为4～9 km/h(间隔1 km/h),结果表明,总体排种盘转速平均调节时间为1. 09 s,标准差为0. 26 s;总体平均稳态误差为0. 38 r/min,标准差为0. 23 r/min;总体平均控制精度为98. 30%,标准差为1. 01%。与分段PID排种转速控制系统控制性能进行对比得出,支持转速现场标定的系统具有更好的适应性,平均调节时间减少0. 51 s,平均稳态误差增大0. 16 r/min,平均控制精度降低0. 63个百分点。选用指夹式排种器,进行了播种均匀性田间试验,株距为20 cm,车速范围为4～7 km/h(间隔1 km/h),结果表明,播种合格指数大于等于84. 26%,变异系数小于等于18. 29%,说明系统能够完成对玉米精密排种器排种转速控制曲线的高控制精度现场标定,能够精准控制电驱排种转速。

• 单位
  中国农业大学; 国家农业信息化工程技术研究中心; 北京农业智能装备技术研究中心