水稻插秧机自动作业系统设计和试验.PDFVIP

２０１９年 ３月 农 业 机 械 学 报 第 ５０卷第 ３期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１９．０３．００２ 水稻插秧机自动作业系统设计与试验 １ ２ １ １ ２ １ 何　杰 　朱金光 　张智刚 　罗锡文　高　阳　胡　炼 （１．华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室，广州 ５１０６４２； ２．雷沃重工股份有限公司，潍坊 ２６１２００） 摘要：为适应现代农机自动作业发展需求，实现插植作业和速度的自动控制，设计了水稻插秧机自动作业系统。以 井关 ＰＺ ６０型水稻插秧机为试验平台，研究了具有 ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）通信接口和手动优先的手自一体 插秧机速度与插植机构控制方案，设计了插秧机专家 ＰＩＤ速度控制算法和 ＰＩＤ插值机构控制算法以及插秧机自动 作业联合控制策略。联合导航控制系统分别在水泥路面、泥底层平坦和不平坦的水田进行了速度控制试验，结果 表明，速度平均误差分别为 ３２５％、５４０％和 ８０１％，速度平均误差不超过１０％的概率分别为９８６％、９０１％和 ６８０％；泥底层平坦水田联合控制试验结果表明，插秧机联合控制与人工操作相当，效果良好。插秧机自动作业系 统满足插秧机在无人驾驶时自动作业的需求。 关键词：水稻插秧机；自动作业；自动导航；控制策略；设计；试验 中图分类号：Ｓ２２３９１；Ｓ２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１９） ０３００１７０８ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＯｐｅｒａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ ｆｏｒＲｉｃｅＴｒａｎｓｐｌａｎｔｅｒ １ ２ １ １ ２ １ ＨＥＪｉｅ　ＺＨＵＪｉｎｇｕａｎｇ　ＺＨＡＮＧＺｈｉｇａｎｇ　ＬＵＯＸｉｗｅｎ　ＧＡＯＹａｎｇ　ＨＵＬｉａｎ （１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ， ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４２，Ｃｈｉｎａ ２．ＬｏｖｏｌＨｅａｖｙＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｅｉｆａｎｇ２６１２００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｅｍａｎｄｓｏｆｍｏｄｅｒｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍａｃｈｉｎｅｒｙａｕｔｏｍａｔｉｃ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｉｃｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｒａｕｔｏｍａｔｉｃｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｏｆ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｄｒｉｖｉｎｇｓｐｅｅｄ．ＴａｋｉｎｇｔｈｅＩｓｅｋｉＰＺ ６０ｒｉｃｅｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｒａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｍａｎｕａｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅｗｉｔｈｍａｎｕａｌｍｏｄｅｐｒｉｏｒｉｔｙｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｄｒｉｖｉｎｇｓｐｅｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ（ＣＡＮ）ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ，