一种适用于小区育种播种机的编码器自动控制方法技术

一种适用于小区育种播种机的编码器自动控制方法，包括：通过所述编码器采集所述育种播种机横跨小区时所需的总脉冲数：Np_编码器；统计所述育种播种机横跨小区时所述步进电机需要的总脉冲数：Np_步进电机；求解以下参数C1、C2和C3：设定C3为补偿的值，C3＝Np_编码器/C1‑Np_步进电机；上述公式中所述符号％即为求两个参数相除后求余数的符号；在编码器脉冲中断里进行判断，当检测到的脉冲编号为C2时，则将需要补偿的值C3跳过执行。本发明专利技术提出的编码器控制方法中提到的模式一是将机械结构参数测地轮直径和测地轮与编码器传动比作为计算参数来进行自动控制。模式二是无需机械结构参数，只需要将每米编码器的脉冲数作为计算参数来进行自动控制。

An Automatic Control Method of Encoder for Community Breeding and Seeding Machine

An automatic control method of encoder suitable for plot breeding seeder includes: collecting the total pulse number required by the breeding seeder when crossing the plot through the encoder: Np_encoder; counting the total pulse number required by the stepper motor when the breeding seeder crosses the plot: Np_stepper motor; solving the following parameters C1, C2 and C3: setting C3 as compensation value, C3=Np_stepper motor. Encoder/C1_Np_stepper motor; the symbol% mentioned in the above formula is the symbol for finding the remainder after dividing two parameters; judging in the interruption of the encoder pulse, when the detected pulse number is C2, the value C3 which will be compensated will skip execution. The mode mentioned in the encoder control method of the invention is that the mechanical structure parameters, the diameter of the geodesic wheel and the transmission ratio of the geodesic wheel to the encoder are used as the calculation parameters for automatic control. The second mode requires no mechanical parameters, only the number of pulses per meter encoder as the calculation parameters for automatic control.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于小区育种播种机的编码器自动控制方法
本专利技术涉及一种适用于小区育种播种机的编码器自动控制方法，属于农机自动控制的

技术介绍
自走式小麦小区育种播种机作为一种特种用途的农机，常规的工作要求如下：如附图1所示，所述椎体分种装置结构包括1-漏斗、2-提升手柄、3-提升电磁铁、4-存种筒、5-锥体、6-格盘、7-格盘驱动轴、8-锥齿轮、9-格盘安装座、10-格盘护罩，等。其工作原理为：人工将预先准备好的种子投入所述漏斗1中，种子流经漏斗1汇集存储于存种筒4，提升电磁铁3等待电控系统的落种命令，通过提升手柄2将存种筒4提升一定高度，随即所述椎体5与所述存种筒4之间产生环形缝隙，所述种子则流沿锥体5表面均匀地滑落到格盘6的各个格槽内，种子随着格盘6的转动连续并均匀地从格盘排种口落入离心分配装置内，然后，进入下一步作业。现有育种播种机的作业要求如下：工作人员需要播种固定长度的小区，且每个小区要求格盘只转动一圈，所述小区之间留有一定长度的间隔，跨越间隔后，所述育种播种机再继续播种一个小区，以此类推，如附图2所示。现有的育种播种设备工作时要人为测量好所述小区长度和间隔，显然，所述的育种播种设备的自动化控制水平较低，并不能实时监控小区播种长度和小区间隔长度，因此，很难控制每个小区的播种量，所以使用起来十分不便。针对该技术问题，对比专利CN104012222A公开了一种电动自走式数控小区条播机，该专利包括行走机构、自动控制装置、对应设置于该行走机构上的分种机构、开沟播种机构及升降机构，所述分种机构包括设置于所述开沟播种机构上方的分种单元及设置于该分种单元上方的储种单元；所述行走机构为电动行走机构；所述分种单元包括分种盘、设置在该分种盘下方用于驱动所述分种盘转动的分种伺服电机或分种步进电机。该专利技术着重公开保护的是自走式条播机的结构及相关的结构部件，但并未公开明确的控制算法。针对本专利技术重点保护的是适用于小区育种播种机的一种控制方法，适用于小麦、芝麻、油菜等撒种式的育种机械。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开一种适用于小区育种播种机的编码器自动控制方法。技术术语解释：编码器：设置在所述育种播种机的行走轮上，用于测量所述行走轮的行走距离。步进电机：根据行走轮的行走距离按比例控制所述格盘旋转的启动时机和旋转速度。本专利技术是根据编码器测量到的播种育种机的行走距离，结合实际待播种区域地块的尺寸进而控制所述步进电机的转动，进而实现所述格盘的旋转播种。其中所述编码器获得行走距离是由脉冲计数统计的；所述步进电机的转动是由脉动量来控制的，进而编码器控制格盘的问题即转化成了编码器发出的脉冲控制驱动步进电机的问题。综上，本专利技术适用于所述编码器转动速率高于所述步进电机转动速率的情况。本专利技术还适用于小区的长度范围大于3米的情形。本专利技术的详细技术方案如下：一种适用于小区育种播种机的编码器自动控制方法，包括，获取以下基础参数：通过所述编码器采集所述育种播种机横跨小区时所需的总脉冲数：Np_编码器；统计所述育种播种机横跨小区时所述步进电机需要的总脉冲数：Np_步进电机；求解以下参数C1、C2和C3：C1＝Np_编码器/Np_步进电机；设定C2是编码器需要跳过的脉冲编号：当(Np_步进电机％(Np_编码器％Np_步进电机))＞0，即有余数时，C2＝(Np_步进电机/(Np_编码器％Np_步进电机)+1)＊C1；当(Np_步进电机％(Np_编码器％Np_步进电机))＝＝0，即无余数时，C2＝(Np_步进电机/(Np_编码器％Np_步进电机))＊C1；设定C3为补偿的值，C3＝Np_编码器/C1-Np_步进电机；上述公式中所述符号％即为求两个参数相除后求余数的符号；在编码器脉冲中断里进行判断，当检测到的脉冲编号为C2时，则将需要补偿的值C3跳过执行。根据本专利技术优选的，所述编码器的读取工作方法包括：1)开始；2)进入编码器B相中断，此时B相是高电平；3)判断A相是否为高电平：3-1)当为高电平时，编码器实际转动方向顺时针转动；3-1-1)判断开始播种条件是否满足：如果满足，则继续判断界面设置编码器是否顺时针统计，如果是顺时针，则开始播种；如果不是顺时针，则结束；如果不满足，则直接结束；3-2)当A相不是高电平时，编码器实际转动方向逆时针转动；3-2-1)判断开始播种条件是否满足：如果满足，则继续判断界面设置编码器是否为逆时针统计，如果是逆时针，则开始播种；如果不是逆时针，则结束；如果不满足，则直接结束。在编码器中包括A相与B相，两个呈九十度的相位关系，计数电路可以随意定义先进A是正，或先进B是正，因为只要将AB两线调换，计数方向就发生变化。所述步进电机随动的工作方法，包括至少2种模式：(1)开始；(2)读取小区长度|en，读取小区间隔space，读取步进电机/格盘的传动比K2；(3)判断是否选择模式一：(3-1)如果选择模式一，则读取轮直径d，求出轮周长CL，读取编码器/测地轮的传动比K1；利用公式(I)len/CLK1(I)求出单个小区总脉冲数Np，求出相邻小区之间间隔总脉冲数Np_2；(3-2)求出中间参数SowingK＝K2/Np；(3-2-1)判断播种是否开始；如果未开始播种，则直接结束；如果开始播种，则求出编码器脉冲周期Ta求出步进电机脉冲周期：Tb＝Ta/SowingK；当步进电机定时周期到向步进电机端口发送1个脉冲；(3-2-2)判断播种是否结束：如果播种未结束，则重复步骤(3-2-1)中的开始播种流程；如果播种结束，则结束；(4)如果不选择模式一，则选择模式二，即读取每米脉冲数n；利用公式(II)nlen(II)求出单个小区总脉冲数Np，求出相邻小区之间间隔总脉冲数Np_2；然后返回步骤(3-2)。本专利技术的技术优势在于：(1)本专利技术提出的编码器控制方法中提到的模式一是将机械结构参数测地轮直径和测地轮与编码器传动比作为计算参数来进行自动控制。模式二是无需机械结构参数，只需要将每米编码器的脉冲数(可在显示界面测试读取)作为计算参数来进行自动控制。用户可根据情况自由选择控制模式。其中模式二可解决编码器存在的累计误差难题。(2)本专利技术提出的编码器控制方法中提到的求解算法可以将控制精度控制在2厘米以内。(3)本专利技术提出的编码器控制算法适用于小区长度为3～65米的无极调播。附图说明图1是本领域中所述常规育种播种机的整体结构示意图；图2是田间育种播种区域俯视图，并标记所述小区之间的间隔距离；图3是本专利技术中所述编码器的读取工作流程图；图4是本发中所述步进电机随动的工作流程图；图5是加载有本专利技术所述控制方法的小区育种播种机控制器显示界面的首页，其中：工作模式的″自动″模式即为编码器控制模式；种子类型为″小麦″(或者芝麻、油菜等)；小区行长和小区间隔由用户自己设置的，范围可在3～65米之间的任意值，可精确到小数点后面3位；电磁铁吸合时间是指落种时间，根据种子数量可自由定义，种子越多设置的时间可越长；系统运行是控制器启动的状态显示，当系统启动指示灯变绿色；分配电机运行状态指示灯也是运行时变绿色；实时播种总距离是监视播种的总长度；报警喇叭状态是当分配电机故障时发出报警信号的，可打开或者关闭；图6、图7是加载有本专利技术所述控制方法的小区育种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于小区育种播种机的编码器自动控制方法，其特征在于，所述控制方法包括，获取以下基础参数：通过所述编码器采集所述育种播种机横跨小区时所需的总脉冲数：Np_编码器；统计所述育种播种机横跨小区时所述步进电机需要的总脉冲数：Np_步进电机；求解以下参数C1、C2和C3：C1＝Np_编码器/Np_步进电机；设定C2是编码器需要跳过的脉冲编号：当(Np_步进电机％(Np_编码器％Np_步进电机))＞0，即有余数时，C2＝(Np_步进电机/(Np_编码器％Np_步进电机)+1)＊C1；当(Np_步进电机％(Np_编码器％Np_步进电机))＝＝0，即无余数时，C2＝(Np_步进电机/(Np_编码器％Np_步进电机))＊C1；设定C3为补偿的值，C3＝Np_编码器/C1‑Np_步进电机；上述公式中所述符号％即为求两个参数相除后求余数的符号；在编码器脉冲中断里进行判断，当检测到的脉冲编号为C2时，则将需要补偿的值C3跳过执行。

【技术特征摘要】
1.一种适用于小区育种播种机的编码器自动控制方法，其特征在于，所述控制方法包括，获取以下基础参数：通过所述编码器采集所述育种播种机横跨小区时所需的总脉冲数：Np_编码器；统计所述育种播种机横跨小区时所述步进电机需要的总脉冲数：Np_步进电机；求解以下参数C1、C2和C3：C1＝Np_编码器/Np_步进电机；设定C2是编码器需要跳过的脉冲编号：当(Np_步进电机％(Np_编码器％Np_步进电机))＞0，即有余数时，C2＝(Np_步进电机/(Np_编码器％Np_步进电机)+1)＊C1；当(Np_步进电机％(Np_编码器％Np_步进电机))＝＝0，即无余数时，C2＝(Np_步进电机/(Np_编码器％Np_步进电机))＊C1；设定C3为补偿的值，C3＝Np_编码器/C1-Np_步进电机；上述公式中所述符号％即为求两个参数相除后求余数的符号；在编码器脉冲中断里进行判断，当检测到的脉冲编号为C2时，则将需要补偿的值C3跳过执行。2.根据权利要求1所述的一种适用于小区育种播种机的编码器自动控制方法，其特征在于，所述编码器的读取工作方法包括：1)开始；2)进入编码器B相中断，此时B相是高电平；3)判断A相是否为高电平：3-1)当为高电平时，编码器实际转动方向顺时针转动；3-1-1)判断开始播种条件是否满足：如果满足，则继续判断界面设置编码器是否顺时针统计，如果是顺时针，则开始播种；如果不是顺时针，则结束；如果不...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑞瑞，程广河，郝凤琦，赵晓杰，王浩，
申请(专利权)人：山东省计算中心国家超级计算济南中心，
类型：发明
国别省市：山东,37