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小麦变量播种施肥机控制参数设计与实验

小麦变量播种施肥机控制参数设计与实验

实验简介小麦变量施肥是精细农业的典型作业种类和重要内容,是当前现代农业的重要发展方向,是集信息采集、电气控制、机械设计等知识体系为一体的农业工程学科前沿领域,可服务多个专业和课程,体现了学科交叉融合和专业特色。项目面向农业电气化、农业机械化及其自动化、自动化等专业学生的《自动控制原理》或《控制工程基础》课程,其特色为:显化学科前沿研究领域、体现学科交叉融合与专业特色、具备高仿真实验运行结果。项目将依托优势学科的资金支持计划,依托虚拟仿真教学创新联盟和西部对

南京农业大学

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实验简介


小麦变量施肥是精细农业的典型作业种类和重要内容,是当前现代农业的重要发展方向,是集信息采集、电气控制、机械设计等知识体系为一体的农业工程学科前沿领域,可服务多个专业和课程,体现了学科交叉融合和专业特色。项目面向农业电气化、农业机械化及其自动化、自动化等专业学生的《自动控制原理》或《控制工程基础》课程,其特色为:显化学科前沿研究领域、体现学科交叉融合与专业特色、具备高仿真实验运行结果。项目将依托优势学科的资金支持计划,依托虚拟仿真教学创新联盟和西部对口援建的高校推广计划,依托农机行业培训的社会服务与推广计划,持续推进智能农业装备前沿技术在虚拟仿真实验项目中的应用,促进教学、行业应用与技术创新的融合发展。



设计原则


实验整体可以分成三大模块:工作原理及结构认知、播量控制策略设计、变量施肥实施方案及性能测试。其中“播量控制策略的设计”模块是播种施肥作业终端执行机构的技术灵魂,“施肥处方图”模块是为播种施肥机开展追肥作业提供作业目标的,是变量施肥作业的指挥部;“田间作业性能测试”模块是在“播量控制策略的设计”模块和“变量施肥处方图”模块的支撑下的综合测试平台,完成对“小麦播种,撒施底(基)肥”和“小麦追肥”两不同生育阶段的作业性能测试。

三大模块之间相互关联和支撑呼应,模块内部各实验项目的安排上遵循由浅入深、由简至繁和层次递进的原则,培养学生分析和解决复杂工程技术问题的能力,并使学生在具体实验方法、实验手段和实验设备的应用与学习过程中,达到认知行业、熟悉专业、掌握前沿知识与技能的目的。



实验目的


播量控制策略设计

(1)了解外槽轮式播种施肥机的典型结构和工作原理;

(2)学习并掌握直流电机驱动模型的实验建模方法;

(3)学习并掌握直流电机转速的闭环控制方法;

(4)学习并掌握外槽轮式播量控制系统的控制策略。

施肥处方图的生成

(1)了解作物冠层反射光谱信息与作物营养状况之间的关系;

(2)了解典型反射光谱仪的工作结构与原理;

(3)学习并掌握反射光谱指数的获取方法;

(4)学习并掌握施肥处方图的生成方法。

田间作业性能测试

(1)了解旋耕播种施肥一体机的整机结构和作业要求;

(2)了解基于反射光谱测量的施肥机整机结构和作业要求;

(3)熟悉精确播种和变量施肥的概念和实施要求;

(4)学习并掌握播种施肥机作业性能评价体系和评价方法。



实验要求


通过整机模型和关键部件的分离模型(电机驱动机构,外槽轮播种施肥器),认知播种施肥机的典型结构,通过动画演示播种施肥机的工作原理。

按照实际测量电机开环模型的方法,通过实验方式获取模型的开环响应曲线,根据所测数据确定出模型参数,要求在每一种测试条件下,重复3次实验,至少开展两种不同的测试条件下(采用两种不同的电机驱动电压)的实验。



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