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专利号: 2018111573170
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种均匀排肥器及控制系统,包括执行机构及测控系统,其特征在于:所述执行机构包括储肥箱(1)、排肥盒(2)、导肥管(3)、驱动控制电机(6)、排肥轴(7);

储肥箱(1)底部有多组排肥盒(2)和导肥管(3),每个排肥盒(2)都独立设置一根贯穿的排肥轴(7),每一个排肥轴(7)均由一个驱动控制电机(6)独立驱动;

所述的测控系统包括超声波传感器(4)和控制器(5),每根导肥管(3)上与排肥盒(2)连接处安装有一组对称的超声波传感器(4),用于实时发射超声波信号并接收反射波信号;

超声波传感器(4)、驱动控制电机(6)均与控制器(5)相连,控制器(5)能够设定排肥量,并且内部集成有信号采集模块与自动决策算法;控制器(5)通过信号采集模块收集所述超声波传感器(4)发射超声波信号与接收反射波信号之间的时间间距、驱动控制电机(6)的转速,并通过自动决策算法实时调节驱动控制电机(6)的转速,使每一个导肥管(3)中的排肥量与设定排肥量相等;

所述控制器内置的自动决策算法为:

每根导肥管(3)上的两个超声波传感器(4)之间从发射信号到接收到反射信号的响应时间分别为ta和tb,时间均值 为控制器(5)的输入信号,控制器(5)通过判断时间均值t与预设值t0的大小,计算时间阈值函数T(t)作为决策算法的输入值,激活的阈值函数为时间阈值函数 其中K1、b1、K2、b2为时间信号计算常参数,t0为响应时间的阈值,在0.05‑0.1s之间取值;K1、b1、K2、b2、t0的取值均与排肥器的结构有关,

驱动控制电机(6)的反馈信号的激活阈值函数为 其中x为转速偏差绝对值,K3、b3为电机反馈计算常参数,v为激活阈值,代表设定偏差值,当转速偏差绝对值小于v时函数不激活,当转速偏差大于v时激活函数;K3、b3、v的取值均与外槽轮式排肥器的槽数和尺寸结构有关;

控制决策函数F=mT(t)+nW(x),即向驱动控制电机(6)发送的控制脉冲频率,m和n分别为超声波传感器(4)的响应时间权系数和驱动控制电机(6)的反馈值的权系数,满足关系m+n=1。

2.根据权利要求1所述的均匀排肥器及控制系统,其特征在于:所述的排肥盒(2)为外槽轮式排肥盒。

3.根据权利要求2所述的均匀排肥器及控制系统,其特征在于:K1取3‑5,b1取0.2‑0.3,K2取1‑2,b2取0.05‑0.1,t0一般取0.3s。

4.根据权利要求1所述的均匀排肥器及控制系统,其特征在于:

5.根据权利要求1所述的均匀排肥器及控制系统,其特征在于:v取电机额定转速的3‑

5%,

6.根据权利要求1所述的均匀排肥器及控制系统,其特征在于:所述的驱动控制电机(6)为伺服步进电机。

7.根据权利要求1所述的均匀排肥器及控制系统,其特征在于:控制器(5)还与液晶显示屏相连,液晶显示屏用于显示各组排肥盒(2)的工作状态。