农业机械学报

作者：高原源，翟长远，杨硕，赵学观，王秀，赵春江

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

关键词：精密播种机; 下压力; 播种深度; 监测控制; 质量评价; CAN总线

基金：国家重点研发计划项目（2017YFD0700502）

为实现精密播种作业中播种下压力和播深的实时监控和质量评价，设计了一种多行播种机下压力和播深CAN总线监控与评价系统。系统采用基于角度和轴销传感器的播深和下压力测量装置，优化设计了液压驱动和分区控制的气压驱动装置，开发了基于CoDeSys（Controlled development system）编程环境的智能终端交互界面和ECU（Electronic control unit）控制程序，实现了基于CAN总线通信的作业参数监测控制和质量评价。通过搭建的室内试验台完成了播深和下压力静态建模试验，建立了适应不同设定播深的下压力测量模型。分区控制系统响应测试试验表明，在调节范围（0.2~0.6?MPa）内，系统超调量低于5.97%；响应时间与控制行数和设定气压正相关；在设定气压（0.1~0.6?MPa）范围内，6行播种机调节时间不超过2.35?s。为测试系统工作性能，在25、50、75?mm 3种设定播深下，对左区控制（600?N）、右区控制（300?N）、机械调节和自重调节4种控制方式进行了田间性能试验。土壤压实和播种下压力控制效果试验表明，主动分区控制方式可实现更为稳定的土壤紧实度，且在浅旋地块环境下，右区控制方式可达到最优的下压力稳定性，其控制合格率不小于95.78%；播深控制效果试验表明，随着设定播深的增大，播深质量显著降低，在设定播深25~75?mm范围内，左区控制、右区控制、机械调节和自重调节对应的最小播深合格率分别为91.92%、92.53%、70.44%和58.72%，对应的最大标准差分别为2.22、3.11、3.69、7.70?mm，对应的最大变异系数分别为3.52%、4.40%、4.96%和14.01%。相比机械调节和自重调节，分区控制系统提高了单体下压力和播深稳定性。

来源：2020年第6期

《农业机械学报》期刊编辑部

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