于艳[1]2011年在《农机土槽试验台的设计与研究》文中研究表明随着我国农业机械化的快速发展,新型农机研发过程中对试验测试设备性能和测试功能的要求越来越高。农业机械土槽试验台是对农田作业机械整机或土壤工作关键部件进行试验的有效装置,可有效弥补田间试验的不足,为新型农机设计提供必要数据。对缩短农业机械设备的研制和投产,加快试验和定型,节约研发成本,促进技术创新和新产品的开发具有重要意义。近年来为了节省试验成本,并提高试验效率及试验数据的准确性、可靠性,土槽试验设备正从单机单功能向单机多功能的综合性试验台方向发展。其测试装置通用化、测试系统浓缩化更是未来农机试验台的发展趋势。鉴于上述观点,针对本单位现有土槽试验台结构不合理、驱动方式和控制方式落后、功能单一,测试方式及测试装置的性能等不能满足新型农机试验测试要求的现状,本文结合本单位科研方向研发出一套新的土槽试验台。该试验台的研究,力求从实际应用出发,将计算机技术、PLC技术、变频调速技术、液压技术、嵌入式实时系统、PXI总线和多传感器信息融合技术有效集成,使其成为集多种检测功能于一体,操作使用方便,测试装置和测试软件可移植性、通用性强的综合性农机土槽试验台。本文首先回顾国内外土槽试验台发展概况,分析其存在的问题,结合本单位科研方向,提出整体设计要求和设计目标,给出实现各部分功能的技术路线,进而确定土槽试验台的整体设计方案。再详细论述了各组成部分的具体设计与实现过程,包括土槽基质、运行轨道、台车集成、电控及液压控制系统、台车运行状态参数监测系统、试验测试装置、试验测试软件等。本文的主要工作及所应用的新的解决方法主要有:(1)借鉴本领域研究经验,对通用性农业机械关键部件和有代表性的根茎类作物收获机械结构及性能参数、试验测试条件要求,进行分析、提炼、计算、整理,确定土槽试验台的结构参数、功能和测试系统的配置要求,以满足多种土壤耕作部件(如:单体犁、耙、铲开沟器、压实器、旋耕等部件)和根茎类作物收获机整机或挖掘部件(如:花生、马铃薯分段收获机、花生联合收获机挖掘铲等)的试验研究要求。(2)根据设计要求,选择配备或自制各功能部件,并通过集成化结构设计,将驱动装置、液压装置、土壤恢复装置、机具悬挂装置、各种测量传感器和控制系统集成在一台土槽台车上,力求整体结构设计紧凑,实现单人对整个土槽试验台的操作。(3)以PLC为核心,将电力四驱技术、液压技术、变频调速技术等新技术融入土槽台车设计,对土槽台车行走、动力输出及其它机构等进行控制,实现台车的快速稳定驱动、高效传动、全速度范围无级调速以及后悬挂系统的横纵向控制、水泵喷淋控制等。(4)以工控机为载体,采用多传感器(速度传感器、扭矩传感器等)技术、串口通信技术监测土槽台车运行状态,并采用面向对象技术编程,实现土槽台车运行状态参数(运行时间、行走速度、动力输出轴扭矩、转速、功率等、后悬挂系统、液压输出泵、水箱水泵)的实时测试、显示及相关数据存储。(5)自行设计了模块式杆-架测力装置(包括三点悬挂式五杆传感器组和部件试验通用连接架两部分),该装置将拉压力传感器、角度传感器内置于农机通用的三点悬挂式机构,设计中不改变原杆件尺寸和挂接方式,可适应挂接不同类型的拖拉机和农具,配以NI公司的PXI-1042主机(包含抗震硬盘、嵌入式控制器)及PXI-6133、PXI-6008数据采集卡,可进行机具的三维空间受力分析;整体测试装置拆卸、组装方便,抗震性强,室内土槽试验与田间拖拉机牵引试验均适用。(6)测试系统上位机软件使用LabVIEW编程,实现试验数据的实时采集、处理、存储、显示(时域分析、频域分析等),并将测试试验常用和通用的功能模块编制成子VI,增强测试软件的可移植性和可扩展性。(7)对所开发的土槽试验台车进行功能测试、验证试验,并选用试验对象(4H-2分段式花生收获机整机、4HBL-4花生联合收获机挖掘铲)进行实际试验,测试机具的受力情况,对试验数据进行分析验证测试系统的可靠性和精度。全文较全面的阐述了土槽试验台研制的全过程,对同类产品的设计具有一定的参考价值。在测力方式上提出了五杆测力方式,并自制了模块式杆-架测力装置,是一种新的测力方式的尝试。在测试系统设计中引入了 PXI硬件结构体系和LabVIEW软件技术使系统的同步性、可扩展性、可移植性、适应性增强。经功能测试和实际应用表明,本土槽试验台与原有的土槽试验台相比,在功能上及可靠性、试验数据重复性和自动化程度等许多性能上均有实质性的改善,达到了设计要求。系统整体设计中融合了多种新技术解决原系统存在的问题,与其他同类设计相比在测试方式和软件开发方面具有自己的特点。
蔡建平[2]2002年在《基于虚拟仪器技术的拖拉机检测系统的研究》文中指出本论文首先对当前已有的拖拉机检测线的特点和所存在的问题进行了讨论，指出虚拟仪器出现的必然性。然后介绍虚拟仪器的概念、软硬件体系结构、性能特点和应用。分析比较目前最主要的三种虚拟仪器构建方案的特点，提出一套基于多功能数据采集卡(DAQ)和图形化编程语言LabVIEW的虚拟仪器构建方案。本系统工作原理为：通过多功能数据采集卡采集来自各种传感器所采集的物理世界的模拟、数字信号，对信号进行适当的处理后，通过PCI系统总线传递给计算机，由系统的软件部分对采集来信号进行数据处理，然而进行报表的打印和显示输入。在后续章节中，对该检测系统进行了详细的介绍，包括硬件体系结构的设计，主要讨论硬件部分的组成，以及对外界物理信号的采集的实现等；然后介绍了软件部分即图形化编程语言LabVIEW。最后，从硬件构成和软件功能上对虚拟拖拉机检测线的功能进行详细介绍，在文章的结尾对所做的几个实验进行了分析、对比，从而对system性能进行一次测试。最后得出结论本套系统是可以值得信赖的，并对今后的虚拟分析仪器的前景进行了展望。
杨建成[3]2000年在《基于虚拟仪器的农机测试系统的研究及其应用》文中进行了进一步梳理本课题是中澳合作课题“旱地谷物可持续机械化生产体系研究”的一个组成部分，为降低免耕播种机开沟阻力及其振动噪声而进行的测试试验研究。 本课题采用虚拟仪器技术组成两种不同的测试系统，由两种系统组成可见：虚拟仪器技术降低了系统组成成本。根据测试要求研制了田间测试车，利用LabWindows/CVI编制了信号采集与数据分析程序，提高了测试精度，节约了数据处理的时间。 试验结果表明：在现有的开沟器类型中，短翼型开沟器的开沟阻力是最小的，为了降低牵引阻力，在小型拖拉机牵引的窄幅免耕播种机上，应选用短翼型开沟器。试验结果还表明：田间阻力测试信号是一低频随机信号，但采样频率不应低于4Hz。通过对播种机的田间振动频谱分析，得到了它的的振动特征。在播种机的模态激振测试中，估计了它的传递函数。
王国华[4]2002年在《基于虚拟仪器的农机土槽测控系统》文中指出本文对农机土槽的测试与控制系统进行了研究。系统为分布式I／O测控系统。计算机作为主机，与FieldPoint现场模块进行通信，实现对现场数据的采集和对台车的控制。 自行设计和安装了扭矩、台车速度、旋转部件转速和三维受力的测试装置。将虚拟仪器技术引用到了土槽的测控系统当中，实现了测试数据的计算机自动采集、动态图形显示和存储打印。实现了土槽台车行走机构及旋转部件的计算机自动控制。 对土槽台车速度的模糊控制进行了研究，并对模糊控制器的控制效果进行了计算机仿真和实际试验。 本文编写了用于做数据处理与分析的软件。可以实现对数据的统计分析、滤波、FFT变换、功率谱分析、相关分析等。
杨薇[5]2009年在《基于无线传输的农机田间测试系统的设计》文中提出农机受力测量对发展设计理论、保证农机安全运行以及实现自动检测、自动控制等都具有重要的作用。传统的测量方法对试验人员的依赖性较强,能够测试的距离较短,信号衰减严重,对于环境恶劣地段难以进行测试,严重影响了测量结果的可靠性,且操作和维护仪器有一定困难,对测得的数据也不能做到及时的处理。在信息技术不断发展进步的今天,本系统将成熟的信息技术引入到农业中,以田间农机的受力测量为例,采用无线通信的方式将采集到的信息传送至监控终端,终端PC机通过虚拟仪器对检测结果进行实时的分析和处理。该研究对当前信息技术应用尚不成熟且应用广泛的农机测试来说,有着广阔的应用前景,有利于加快我国农业现代化进程。系统采用STC89C52单片机作为中心控制单元,完成田间作业农机受力信息的采集工作,将传感器测得的多路模拟信号经A/D转换器,转换成8位数字量存入单片机中。单片机处理需要发送的数据,利用串口将它们传输到射频发射模块,数据经射频发射模块进行调制,上变频到射频后发送出去,终端的射频接收模块将接收到的射频信号经过下变频后,进行非相干解调送出基带数据给终端单片机。无线传输时选择433.92MHz的通信频率,其接口电路由MICRF112单片无线发射器和MICRF211单片接收器芯片组成。上位机通过RS-232串口与终端单片机进行通信,使用虚拟仪器对采样的信息进行监测与处理,选用LabVIEW作为开发平台,通过对其编程,实现PC机与单片机的串行通信,然后对PC机串口接收到的电信号进行处理,转换为农机的六分力数据,以清晰明了的方式进行实时显示,测试人员可查看任一采样点的受力情况和力系最终简化结果等。各路采样结束后,对全部采样点的受力信息进行统计。在进行农业机械的田间测试试验时,首先要考虑测试信号如何传输的问题。本系统以无线通信的方式进行信号传输,实现了远程监测,与传统的有线通信相比,测量过程中故障率较低,降低了测试人员的劳动强度,方便对工作条件艰苦、环境复杂地段的试验。本系统有较强的扩展性,稍做改动,还可用于其它野外信息的测试中。使用虚拟仪器对农机信息进行分析处理,实时显示,提高了测试的精度与速度,方便实时的检测和处理,给田间农机的测试带来很大方便。本文设计完成的基于无线传输的田间农机测试系统,移植性好,可扩展性强,对农机测试的进一步发展有示范作用,在理论和实际应用上都有重要意义。
丁元法, 张晓辉, 赵洪林[6]2002年在《虚拟仪器技术在农机测试中的应用》文中研究表明本文概括了虚拟仪器技术的定义、构成、特点、硬件形式及软件在虚拟仪器技术中的关键作用;阐明了在农机测试中应用虚拟仪器技术的必要性和虚拟仪器技术在农机测试中具有广阔的应用前景;最后介绍了虚拟仪器技术在农机测试领域的几个应用实例,并提出了一些设想。
张平华[7]2006年在《基于虚拟仪器的精密排种器漏播检测及补偿技术研究》文中研究指明精准、高效的检测技术对于精密播种机的关键部件——排种器的研究、设计与生产极为重要。目前我国精密排种器性能检测设备与方法仍较落后，这在一定程度上阻碍了新产品的设计开发。随着计算机技术的快速发展，特别是面向对象编程技术的发展，越来越多的硬件功能可以通过软件来实现，本文在此背景下，利用光电传感器与虚拟仪器技术对播种机械性能检测技术进行了探索性研究。其目的在于充分发挥计算机能进行高速数据采集的优势，建立高性能的精密排种器漏播虚拟仪器检测系统。研究的主要内容和结果如下： (1) 选用了合适的槽式光电传感器E3S-GS15N，设计了脉冲周期测量法的转速测量传感器。试验表明该传感器能满足排种性能检测的要求。 (2) 研究设计了基于虚拟仪器的排种器性能检测系统。按照虚拟仪器设计的思想，运用以软件为主，软硬件结合的方式，以Lab VIEW作为开发平台，研究并设计了基于虚拟仪器检测系统的排种器漏播检测软件及补偿技术软件。 (3) 对检测系统进行了系统的标定，检验每次下落种子的个数与系统监测到的个数是否吻合。该标定证实了所设计的检测系统是可靠的、准确的。 (4) 对检测的粒距样本的试验结果进行分析，得出了排种器的合格指数、重播指数、漏播指数、平均值、标准差及变异系数等播种指标。绘制出了排种器在不同的排种频率下合格指数、漏播指数曲线，该曲线表明排种器随着排种频率增加漏播率增加，合格率降低，这与实际中排种器排种规律相符。从而进一步验证了排种漏播检测系统的准确性和可靠性。 (5) 设计了漏播补偿电磁阀驱动电路及补偿装置。当检测到的粒距大于理论粒距的1.5倍时视为漏播，此时将检测的信号反馈给数据采集卡PCI-6040E的计数器端，通过计数器产生高电平脉冲能够准确触发执行机构进行补种。 (6) 设计了机械式精密排种器排种性能试验台。通过选择合理的传动方案、动力源及减速控制器，自行设计了能用于机械式精密排种器排种性能试验的室内试验台。试验结果表明，该试验台性能稳定，达到了设计的要求。
陈海燕[8]2005年在《基于虚拟仪器的精密排种器检测系统研究》文中研究说明精准、高效的检测仪器对于精密播种机的关键部件——排种器的研究、设计与生产极为重要,然而目前我国精密排种器性能检测设备与方法仍较落后,这在一定程度上阻碍了新产品的设计开发;另一方面,随着计算机技术的快速发展,计算机正在以低成本、高性能融入到测试领域,特别是面向对象编程技术的发展;越来越多的硬件功能可以通过软件来实现,在此背景下出现了“虚拟仪器”的概念。 虚拟仪器较传统的仪器有诸多优点,它已成功的应用于军事、航天、医疗等领域,而在农业机械,特别是精密播种机的测试方面,还处于探索实验阶段。本研究的目的在于充分发挥计算机能进行高速数据采集的长处,研究能检测双粒(或多粒)重播情况的精密排种器虚拟器检测系统,使精密排种器检测系统的精度有较大的突破。本研究的主要工作为: 一、研究开发了基于虚拟仪器的排种性能检测系统。按照虚拟仪器的设计思想,运用以软件为主、软硬件结合的方式,选择Lab Windows/CVI6.0作为软件开发平台,开发了基于虚拟仪器的检测系统软件。该系统采用高速精密定时器采集粒距样本,通过DMA方式直接传入计算机内存,在计算机中数据以曲线和数字显示方式显示,并可存入数据库或文本中。大量实验研究表明,系统能根据所测粒距样本得出各种评价指标:合格指数、重播指数、漏播指数、平均值、标准差及变异系数等,而且在种子尺寸、形状较均匀的情况下还能准确的检测出双粒(或多粒)重叠(或连续)下落的重播情况。 二、选择了用于排种检测的光电传感器。精确的传感设备是实现精确检测的关键。本研究通过分析以往光电传感器的缺点,进而选择了一种合适的排种检测光电传感器。实验研究表明,该传感器的输出信号能够准确的反映排种情况。在种子尺寸、形状较均匀的情况下还能准确反映出双粒(或多粒)重叠(或连续)下落的重播情况。 三、改进了SD-175精密排种器排种性能实验台。实验运行表明,该实验台性能稳定,改进后的控制面板操作更方便、简洁,达到了预期效果。 本研究为精密播种机的自动化研究打下了基础,同时也为虚拟仪器在农机测试中的应用提供了重要的参考。
张侦英[9]2003年在《基于虚拟仪器与高速摄影技术的锯齿防堵装置测试系统研究》文中研究表明本课题为了进一步完善旱地农业保护性耕作系统，对廖庆喜博士提出的新型锯齿防堵装置进行了功耗测试及防堵性能的实验研究。 通过对锯齿防堵装置中主要零部件的设计分析，得出主轴转速、台车前进速度、动定刀间隙、锯齿离地间隙、秸秆覆盖量等是影响锯齿防堵装置防堵性能的主要因素。根据实验目的，确定了防堵装置功率消耗的测试方法。 开发出基于虚拟仪器技术的功率测试系统，实现了对扭矩、转速数据的采集、分析和处理的自动化。利用该测试系统，对防堵装置的功率、转速进行了实验研究，通过统计和分析，得到了功率消耗的回归模型。分析结果表明：影响功率消耗的主要因素有：主轴转速、台车前进速度、动定刀之间的间隙和秸秆覆盖量，锯齿离地间隙对防堵装置功率消耗的影响很小。 开发出基于虚拟仪器技术的高速摄影系统，实现了瞬态图像的连续采集和自动保存。利用该测试系统对锯齿防堵装置在不同工况下的防堵性能进行了定性分析，分析结果表明：转速为650r／min、台车前进速度为0.3m／s、动定刀间隙为10mm、秸秆覆盖量为11250 kg／hm~2时，防堵效果比较好。 此外，因研究需要，还开发了一套图像预处理系统，能够对采集的图片进行反转、对比增强、边缘检测等预处理，使之满足研究的需要和视觉效果。
姜忠爱[10]2005年在《虚拟仪器技术和图像处理技术在精密种机排种性能测试中的应用研究》文中提出精密播种机性能试验是农机测试的重要组成部分,尤其是对精密播种机排种性能测试是研制和开发新型精密播种机不可缺少的重要环节。本课题是山东省小麦工程技术中心“农技农机相结合实验室”基础建设项目中“新型播种机综合试验台的研制”的继续。在以前研究的基础上,将先进的虚拟仪器技术及图像处理技术引入精密播种机性能测试中,开展了一系列研究工作,创新性的开发了基于虚拟仪器技术和图像处理技术的精密播种机排种性能测试系统。 虚拟仪器技术和图像处理技术是近年来广泛应用的新兴技术,它开辟了现代测试领域的新篇章。本课题采用该技术组建了两种不同的测试系统:一种是基于数字信号处理的速度测试系统;另一种是基于数字图像处理的计算机视觉检测系统。在Visual Basic6.0环境下,利用Measurement Studio6.0及其附件IMAQ Vision6.0编制了数字信号测试与处理模块和数字图像的采集与处理程序。 本课题的主要研究内容包括五部分:第一部分,试验台行走速度测试系统的硬件组建和程序编制;第二部分,图像采集系统的硬件组成与程序编制,在该部分中,研究了图像采集技术的采集模式及方法,通过与数字脉冲信号采集部分的结合,实现了数据采集的自动化和智能化,提高了性能测试精度。第三部分,图像精确处理方法的研究与应用。课题研究中利用IMAO Vision6.0提供的给VB的内核方法进行图像处理,实现了对不同效果、不同形式的图像进行精确处理,处理方法多种多样,阈值选择有理有据,所得的结果图像和结果数据存储方便,人机交互友好,处理结果准确。第四部分,图像动态处理方法的研究和程序的编制。主要研究了针对已存图像的连续动态处理和对实时采集图像的动态处理方法,该模块与脉冲数据采集相结合,能够对地面种子图像进行实时采集与处理,通过对种子粒距信息的提取,实现了关于排种合格指数、漏播指数、重播指数和变异系数等性能指标的自动计算与显示;通过对下落种子图像的处理分析,可提取图像信息并保存入Excel文件中,利用Excel中的数据分析方法得到种子的下落轨迹,从而为设计输种管形状提供依据,程序界面友好,
参考文献：
[1]. 农机土槽试验台的设计与研究[D]. 于艳. 沈阳农业大学. 2011
[2]. 基于虚拟仪器技术的拖拉机检测系统的研究[D]. 蔡建平. 浙江大学. 2002
[3]. 基于虚拟仪器的农机测试系统的研究及其应用[D]. 杨建成. 中国农业大学. 2000
[4]. 基于虚拟仪器的农机土槽测控系统[D]. 王国华. 中国农业大学. 2002
[5]. 基于无线传输的农机田间测试系统的设计[D]. 杨薇. 西北农林科技大学. 2009
[6]. 虚拟仪器技术在农机测试中的应用[J]. 丁元法, 张晓辉, 赵洪林. 山东农机. 2002
[7]. 基于虚拟仪器的精密排种器漏播检测及补偿技术研究[D]. 张平华. 华中农业大学. 2006
[8]. 基于虚拟仪器的精密排种器检测系统研究[D]. 陈海燕. 河北农业大学. 2005
[9]. 基于虚拟仪器与高速摄影技术的锯齿防堵装置测试系统研究[D]. 张侦英. 中国农业大学. 2003
[10]. 虚拟仪器技术和图像处理技术在精密种机排种性能测试中的应用研究[D]. 姜忠爱. 山东农业大学. 2005
标签：计算机软件及计算机应用论文; 虚拟仪器论文; 播种机论文; 功能分析论文;