一种玉米去雄机去雄作业控制系统技术方案

一种玉米去雄机去雄作业控制系统，主要由主控板、控制面板、显示屏组成。系统可通过按钮操作实现去雄机构高度的手动调整，也可通过玉米穗高度信息的采集，控制算法的推导实现去雄机构高度的自动调整。该系统采用了将多次传感器信号读取结果存储并延时取出和连续多次上升判断的控制算法，并经过试验和计算确定系统的参数，增加了去雄机构运动控制的精度。

A work machine control system of corn emasculation emasculation

A corn emasculation machine control system is mainly composed of emasculation, main control board, control panel and display screen. The system can realize the manual emasculation height adjustment through the button operation, also can through the corn ear height information acquisition, derivation of control arithmetic of automatic height adjustment mechanism of emasculation. The system uses a control algorithm of multiple sensor signal storage and read the results out and delay repeatedly rising judgment, and after the test and calculation to determine the parameters of the system, increase the precision of the motion control mechanism of emasculation.

【技术实现步骤摘要】
一种玉米去雄机去雄作业控制系统所属
本专利技术涉及一种玉米去雄机去雄作业控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
玉米去雄作为玉米制种的关键环节，直接影响着玉米种子的质量。传统的手工去雄工作环境差，劳动强度大，工作效率低，作业质量很难保证，机械去雄效率和作业质量较高，有逐渐代替人工去雄的趋势。在农业发达国家，玉米去雄机已被广泛应用，例如法国Bourgoin公司的去雄喷药机、美国Hagie公司204去雄机、美国BigJohn公司PDF752D去雄机等，其技术成熟，且已经向利用机器视觉定位玉米穗高度的更高层次发展。在中国玉米去雄仍然是以人工为主，少量去雄机也是依靠进口，去雄机的研制尚处于起步阶段，且主要集中于液压系统，去雄控制系统作为去雄机的核心部分，直接决定着去雄机能否自动地和精确地去雄作业，它的研制更是远远落后于发达国家，这直接制约着中国去雄机的发展。
技术实现思路
本专利技术提出了一种玉米去雄机去雄作业控制系统，系统可通过按钮操作实现去雄机构高度的手动调整，也可通过玉米穗高度信息的采集，控制算法的推导实现去雄机构高度的自动调整。本专利技术所采用的技术方案是。所述去雄作业控制系统主要由主控板、控制面板、显示屏组成。所述主控板主要包括ATmega128处理器、光电传感器、多路比例阀驱动、电流保护、电压保护、电源、串口和调试等模块，完成传感器信号读取、电压电流保护以及脉宽调制（pulsewidthmodulation，PWM）控制信号的输出。ATmega128芯片为高性能、低功耗的AVR8位微处理器，其内部集成了128kB的Flash存储器，具有先进的RISC结构和多路PWM输出。所述控制系统采用一对42GRU-9200TTL型号（NPN型）光电传感器，通过玉米遮挡上下光电传感器产生的开关信号来判断玉米穗的高度，采用MAX4372T芯片采集驱动电压和电流，并与正常值进行比较，以防止电压或者电流过大而损坏主控板。电路采用功率场效应管IRF4905驱动比例阀；采用MAX232芯片完成串口通讯。电源模块为整个控制器提供稳定的3.3和12V电源。所述去雄控制系统通过一对上下并列安装的光电传感器读取玉米穗的高度，并将高度信息传给控制器，控制器根据控制算法对信息进行处理，然后根据处理结果通过PWM信号控制比例阀的阀芯开度，完成对液压缸速度和位移的精确控制，液压缸推动平行四连杆机构完成去雄机构高度的调整。所述控制系统分为手动和自动模式，手动模式下，系统通过按钮控制占空比B1大小的PWM信号的输出以调整去雄机构的高度；自动模式下，根据传感器信号自动调整去雄机构的高度。系统上电后进行初始化，初始化各PWM信号的频率并关闭所有PWM输出，初始化串口。初始化完成以后，进行参数设置，如果参数与上次不同则重新计算获得系统参数并显示。当去雄作业时系统切换到自动模式时，系统会连续y次读取所有光电传感器信号，每次读取间隔时间t1，统计上、下光电传感器被遮挡的次数并存储为第x组数据，然后根据之前存储的第1组数据做出去雄机构升降决策。系统根据决策输出占空比B2大小的PWM信号，t2时间后停止输出。只有连续z次升降决策结果为上升时，系统才会输出上升PWM信号。PWM输出停止后删除第1组数据并将其他数据存储位置依次前移，空出第x组数据位置。然后检测电压和电流，若有异常立即停止程序运行，并发出报警信息，若正常则进入下一个循环。本专利技术的有益效果是：该系统采用了将多次传感器信号读取结果存储并延时取出和连续多次上升判断的控制算法，并经过试验和计算确定系统的参数，增加了去雄机构运动控制的精度。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的去雄作业控制系统组成结构图。图2是本专利技术的去雄控制系统原理图。图3是本专利技术的系统程序流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，去雄作业控制系统主要由主控板、控制面板、显示屏组成。主控板主要包括ATmega128处理器、光电传感器、多路比例阀驱动、电流保护、电压保护、电源、串口和调试等模块，完成传感器信号读取、电压电流保护以及脉宽调制（pulsewidthmodulation，PWM）控制信号的输出。ATmega128芯片为高性能、低功耗的AVR8位微处理器，其内部集成了128kB的Flash存储器，具有先进的RISC结构和多路PWM输出。如图2，控制系统采用一对42GRU-9200TTL型号（NPN型）光电传感器，通过玉米遮挡上下光电传感器产生的开关信号来判断玉米穗的高度，采用MAX4372T芯片采集驱动电压和电流，并与正常值进行比较，以防止电压或者电流过大而损坏主控板。电路采用功率场效应管IRF4905驱动比例阀；采用MAX232芯片完成串口通讯。电源模块为整个控制器提供稳定的3.3和12V电源。去雄控制系统通过一对上下并列安装的光电传感器读取玉米穗的高度，并将高度信息传给控制器，控制器根据控制算法对信息进行处理，然后根据处理结果通过PWM信号控制比例阀的阀芯开度，完成对液压缸速度和位移的精确控制，液压缸推动平行四连杆机构完成去雄机构高度的调整。如图3，控制系统分为手动和自动模式，手动模式下，系统通过按钮控制占空比B1大小的PWM信号的输出以调整去雄机构的高度；自动模式下，根据传感器信号自动调整去雄机构的高度。系统上电后进行初始化，初始化各PWM信号的频率并关闭所有PWM输出，初始化串口。初始化完成以后，进行参数设置，如果参数与上次不同则重新计算获得系统参数并显示。当去雄作业时系统切换到自动模式时，系统会连续y次读取所有光电传感器信号，每次读取间隔时间t1，统计上、下光电传感器被遮挡的次数并存储为第x组数据，然后根据之前存储的第1组数据做出去雄机构升降决策。系统根据决策输出占空比B2大小的PWM信号，t2时间后停止输出。只有连续z次升降决策结果为上升时，系统才会输出上升PWM信号。PWM输出停止后删除第1组数据并将其他数据存储位置依次前移，空出第x组数据位置。然后检测电压和电流，若有异常立即停止程序运行，并发出报警信息，若正常则进入下一个循环。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种

【技术特征摘要】
1.一种玉米去雄机去雄作业控制系统，其特征是：所述去雄作业控制系统主要由主控板、控制面板、显示屏组成。2.根据权利要求1所述的一种玉米去雄机去雄作业控制系统，其特征是：所述主控板主要包括ATmega128处理器、光电传感器、多路比例阀驱动、电流保护、电压保护、电源、串口和调试等模块，完成传感器信号读取、电压电流保护以及脉宽调制（pulsewidthmodulation，PWM）控制信号的输出。3.根据权利要求1所述的一种玉米去雄机去雄作业控制系统，其特征是：所述控制系统采用一对42GRU-9200TTL型号（NPN型）光电传感器，通过玉米遮挡上下光电传感器产生的开关信号来判断玉米穗的高度，采用MAX4372T芯片采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤军，
申请(专利权)人：张凤军，
类型：发明
国别省市：辽宁,21