自动控制论文（精挑范文）
自动控制论文（精挑范文）
伴随着科学技术的迅猛发展,电气自动化控制发展越来越快,大大提高了生产效率,也提高了企业
的自动化水平.本文主要介绍了我国电气自动化的发展与应用。下面是搜索整理的自动控制论文
6篇，供大家参考阅读。
自动控制论文第一篇：机械控制中的机械自动化技术的应用研究
摘要：本文根据机械自动化技术特点，探究该项技术在农业喷药领域中的应用方法。通过
分析田间喷药自动化控制需求，结合变量喷药机结构，设计喷杆运动模型、变量喷药自动化控
制系统。测试结果表明，本文设计的机械自动化变量喷药控制系统，可以准确调节喷药流量，
最大喷药流量控制误差为 3.7%，在误差允许范围内，并且该系统支持 10h/d 连续作业，符合田
间喷药自动控制需求。
关键词：机械自动化技术; 变量喷药; 模糊控制; 运动模型; 自动化控制;
目前，机械自动化技术已经在多个领域有所应用。其中，农业和工业应用较多，尤其是农业种
植中设备控制的应用，此项技术的应用，对促进我国农业发展的帮助较大。虽然此项技术在农
业播种环节的自动化控制中的应用方法较为成熟，但是，喷药自动化技术薄弱，仍需进一步探
究。
1 机械自动化技术及其应用领域
机械自动化技术是在没有人干预的情况下，按照设定的操作程序作业，采取自动化控制的方
式，完成预期操作任务。在此时代背景下，本文依据机械自动化技术作业原理，尝试探究此项
技术在农业种植变量喷药控制中的应用方法。
2 机械自动化技术在农业种植变量喷药控制中的应用研究
2.1 变量喷药设备自动控制总体结构设计
目前，关于变量喷药设备自动控制的研究，大部分是以设备内部压力控制作为切入点，根据药
物喷洒控制需求，调节内部压力大小，从而实现变量喷药。从应用效果来看，这些喷药设备自
动控制方案存在着不同问题，主要包括喷药流量控制不精准、装置内部压力不稳定等问题。在
自动化喷药过程中，很难根据农作物生长分布情况调节喷药量，大部分情况下，作业喷药量较
大，导致资源浪费，并且对周围环境也会造成不同程度的影响。为了弥补以往开发的变量喷药
设备自动控制装置的不足，本文在现有的研究成果上，对变量喷药设备机械结构进行了调整，
如图 1所示。
图1中，变量喷药机主要由升降系统、机架、药箱、转向系统、底盘、动力部分、喷杆组成。
以下为该设备自动化控制作业流程：设备处于休眠状态时，喷杆折叠，从此状态切换到作业状
态时，喷杆逐渐舒展开来。其中，喷杆高度及长度均根据实际喷药环境的控制需求进行设置。
为了准确控制喷杆点位，本装置添加了传感器，采用红外检测技术，采集农作物基本信息，从
而获取当前待喷药农作物的外形大小、位置指标数据。根据这些数据，确定喷药高度、喷药
量、喷药压力等参数数值，从而完成农作物变量喷药设备的自动化精准控制。
图1 变量喷药机结构图
2.2 变量喷药设备自动化运动模型设计
喷药设备作业期间容易受振荡、偏转、翻滚 3项因素的影响。其中，振荡因素指设备作业期间
以机体为中心，喷杆沿着垂直方向上下摆动；偏转因素指的是沿着与机体垂直的方向发生的旋
转；翻滚指的是沿着机体前进水平方向，喷杆上下旋转。从喷药设备结构来看，喷药运动很有
可能受到周围环境的干扰。为了尽可能降低环境干扰，本研究构建了悬架式设备喷杆模型。该
模型的喷杆宽幅为25m，等分为 5份，两端向外延展，根据喷药控制需求，调节喷杆宽度，按
照各个因素指标操控命令旋转、翻滚、偏转。悬架作为设备的核心部分，在喷杆的一端连接弹
簧阻尼器，利用该装置实现喷杆作业控制，实现各个方向自动完成矢量运动。如图 2所示为运
动模型。
图2 运动模型
该模型中布设了两个弹簧，分别编号为1和2,C 代表弹簧阻尼系数；S0 代表悬架运动期间生成
的位移；K代表弹簧刚度系数；θ0 代表悬架作业期间旋转角度大小；T0 代表时间；L代表旋转
中心与阻尼器之间的距离。
根据各个参数之间的关系，构建关于设备作业时间的函数，分别为旋转角函数和位移函数，假
设设备转动惯量为 25000kg·m2，喷杆质量为 500g，将两函数归并为一个系统模块，形成关于
弹簧阻尼器控制的喷杆运动方程：
公式（1）中，V代表喷杆运动速度；V0 代表悬架运动速度；S和S0 均代表位移，前者为喷杆
作业期间产生的位移，后者为悬架作业期间产生的位移。
利用Laplace 变换处理方法，对设备喷杆作业产生的位移进行模拟，得到平移传递函数。根据
变量喷药作业环境控制需求，C和K的参数数值，赋予变量，得到控制范围内的平移传递函
数，得到关系式如下：
式（2）中，G(d)代表平移传递函数，令L12+L22=8m2。分析函数特性可知，悬架结构性能不
容易受到弹簧阻尼器布设位置影响。当物体运动期间出现偏转时，产生的喷雾波动幅度较大，
稳定性偏小。为了延长喷头使用寿命，保证基本喷药设备自动化控制，本研究设定了喷头作业
速度控制限定范围，要求大于 0，不接近零，以喷药区域最大范围作为边界条件，设定最大喷
药设备作业速度，从而更好地控制喷头角度，避免造成喷药浪费问题。
2.3 变量喷药设备控制系统设计
(1）系统硬件框架结构设计。本文通过构建变量喷药设备控制系统，实现喷药机械设备自动化
控制。该系统主要分为硬件控制板块和软件控制板块，前者通过搭建硬件框架结构，根据自动
化控制需求，合理布设硬件设备，后者借助操作终端，下达设备作业控制命令，令设备自行完
成喷药任务。
按照功能部分，在系统硬件框架结构中布设 8个节点，分别用于支路控制、线路模拟控制、数
字量控制、主流阀控制。其中，编号为1的节点，作为喷药控制开关，作用于支路阀门开/关状
态切换控制；编号为2～6的节点，布设超声测高、支路压力控制装置，通过数模控制，实现
装置两种装置控制；编号为7的节点，布设液位计、GPS 装置，通过数模控制，实现装置两种
装置控制；编号为8的节点，布设回路压力装置、流量统计装置、速度测量装置，通过数模控
制，实现装置三种装置控制，同时，对主节流阀进行有效控制。
(2）变量喷药自动化控制结构设计。本设计方案采用自动化控制模式，以系统的流量统计结果
作为控制命令下达依据，确定喷药装置作业参数，同时，测量装置行走速度。该控制结构主要
由流量计、节流阀、喷头、下位机、上位机5部分组成。其中，上位机作为命令下达装置，设
定目标流量参数数值，作为喷药作业控制标准。该控制结构利用流量计采集喷头实际作业流
量，发送至下位机，在此环境下，对比实际流量与目标流量差异，要求定量误差控制在 5%以
内。如果两个流量差值超出了5%，则认为当前自动化控制装置作业改善效果不明显，不符合
论文研究要求。
(3）流量阀控制结构设计。为了尽可能减小实际流量与目标流量差值，本研究在自动控制系统
硬件架构中添加了流量控制阀门，通过调节阀门参数数值，从而实现流量控制。首先，下发电
机额定电压作业命令，控制电机转动速度。其次，适当减小电机转动速度，测量此时实际流
量，将该数值与目标流量数值进行对比。最后，依据流量差值，调节节流阀球度，使得二者流
量达到相似水平，控制差值在5%以内。
3 应用测试分析
摘要：
展开>>
收起<<
自动控制论文（精挑范文）伴随着科学技术的迅猛发展,电气自动化控制发展越来越快,大大提高了生产效率,也提高了企业的自动化水平.本文主要介绍了我国电气自动化的发展与应用。下面是搜索整理的自动控制论文6篇，供大家参考阅读。 自动控制论文第一篇：机械控制中的机械自动化技术的应用研究 摘要：本文根据机械自动化技术特点，探究该项技术在农业喷药领域中的应用方法。通过分析田间喷药自动化控制需求，结合变量喷药机结构，设计喷杆运动模型、变量喷药自动化控制系统。测试结果表明，本文设计的机械自动化变量喷药控制系统，可以准确调节喷药流量，最大喷药流量控制误差为3.7%，在误差允许范围内，并且该系统支持10h/d连续...
相关推荐
-
如何制定企业人力资源规划
2023-08-20 166 -
心理契约理论下电力企业员工激励管理研究
2023-08-20 99 -
山东省人力资源开发指标体系实证分析
2023-08-20 141 -
在职人员职业转型中的职业规划探讨
2023-08-20 173 -
人力资源管理激励机制的建立原则
2023-08-20 99 -
信息化技术在人力资源管理中的应用
2023-08-20 125 -
企业绩效管理中存在的问题与改善对策
2023-08-20 132 -
人力资源的组织运作方式筛选
2023-08-20 100 -
新医改下完善医院全面绩效管理的几点对策
2023-08-20 84 -
企业中人力资源管理和企业文化建设的相互作用
2023-08-20 50
作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
价格：3光币
属性：6 页
大小：24.17KB
格式：DOCX
时间：2023-04-29
