双变量液压无级调速变量施肥机及其调速系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103168542A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103168542103168542A(43)申请公布日2013.06.26(21)申请号201210556148.4(22)申请日2012.12.20(71)申请人石河子大学地址832003新疆维吾尔自治区石河子市北四路(72)发明人吴金林张立新喻俊志王卫兵张家华(51)Int.Cl.A01C15/00(2006.01)A01C19/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称双变量液压无级调速变量施肥机及其调速系统(57)摘要本发明公开了一种基于PLC+液压马达的双变量液压无级调速变量施肥系统，包括图由排肥盒、外槽轮、阻塞套、和排肥舌、共同构成了外槽轮排肥器，用卡子固定在排肥转轴上。通过改变排肥转轴的转速和其轴向移动来实现双变量参数控制施肥，为了实现精准施肥，提高双变量施肥液压调速系统的稳定性，设计了基于PLC与液压马达的双变量液压无级调速变量施肥系统。以液压油路的稳定性和排肥槽轮机构驱动控制方法为重点，研究并建立了数学模型和仿真模型。为了更好控制施肥精度，在液压油路中增加了液压稳压环节和液压压力传感器，并根据数学模型，采用PID控制算法对传动误差进行补偿，并在不同PID控制参数下对系统进行仿真。CN103168542ACN10368542ACN103168542A权利要求书1/1页1.一种基于PLC液压马达的双变量液压无级调速变量施肥系统：液压油源由50拖拉机液压泵提供(5)，在液压油路中增设稳压油路(6)，油液经稳定油路后分别通过两位两通电磁阀(7)DT和(8)DT为工作油路提供两个不同的压力，PLC根据接收到的命令信号不仅调整伺服比例阀电磁铁(9)DT两端的电压，在不同的电压信号开口液压马达获得不同转动速度，将其速度保持在10mm/s实现慢速调整槽轮工作长度和速度保持在40mm/s快速调整高低档转换。同时调整电液比例调速组合阀(10)DT两端的电压对主轴马达进行转速调整。整个调速系统中关键油路安装了液压表时刻监测工作油路的油压稳定性以便减少油路不稳定给施肥精度带来的施肥误差。其中霍尔传感器和位移传感器将采集到的主轴马达转速和槽轮工作位移实时信号传输给PLC，再由PLC和上位机进行处理分析。2.根据权利要求1所述的基于PLC液压马达的双变量液压无级调速变量施肥系统，其特征在于在液压油路中增设稳压油路5，油液经稳定油路后分别通过两位两通电磁阀1DT和2DT为工作油路提供两个不同的压力。3.根据权利要求1所述的基于PLC液压马达的双变量液压无级调速变量施肥系统，其特征在于由电液比例调速阀7和比例伺服阀8分别控制主轴马达9和开口马达10转动实现双变量控制施肥。4.根据权利要求1所述的基于PLC液压马达的双变量液压无级调速变量施肥系统，在设计的液压系统时中加入了PID控制调节，最终仿真结果表明：当PID的参数选为KP＝1，KI＝200，KD＝0.06时，液压马达转速输出曲线完全可以满足精准施肥的精度要求。2CN103168542A说明书1/4页双变量液压无级调速变量施肥机及其调速系统技术领域[0001]本发明属于农业技术领域，涉及一种双变量液压无级调速变量施肥机及其调速系统，具体地说是一种基于基于PLC+液压马达的双变量液压无级调速变量施肥机及其调速系统。背景技术[0002]进入二十一世纪，我国的农业生产对农业机械提出了更高的要求。伴随着大量农产品逐渐由数量为主转变为以质量为主，对农业机械的要求也日益更新，农业机械的品种和数量也大幅度提升，农业机械也逐步由单纯数量的增加转变为质量与技术水平的提高。我国是一个农业大国，农业是国民经济的基础，农业现代化的主要标志是农业机械化装备程度和机械化水平的高低。农业机械是农业生产的重要工具，是发展农业生产力的重要因素之一，是实现农业科学技术的载体。保持农业稳定，对社会安定和经济发展都具有极其重要的意义。因此，农业要实现现代化，就必须首先实现农业生产的全面机械化。[0003]但从施肥机械这方面国内外农化专家普遍认为，在其他生产因素不变的情况下，农作物施用化肥可增加产量40～60％。由于中国农民施用化肥多停留在经验施肥的水平上，化肥利用率仅30～40％，因此浪费和损失惊人。肥料施用量的增加和利用效率的下降，不仅造成了经济上的巨大损失，而且引起了严重的环境污染。过多施用的肥料不仅造成了对地表水和地下水的持续污染，还增加了农业产品中有毒物质的残留，出现了地表水富营养化，地下水和蔬菜中硝态氮含量超标等问题，化肥尤其是氮肥已成为主要的环境污染源之一。这同时也给农业可持续发展带来很大危害。随着环境问题日益受到重视，如何在保