单片机模糊控制在脱粒滚筒自动控制系统中的应用

摘要

联合收割机是能一次完成切割，脱粒、分离和清选等项作业，直接获得清洁谷粒的农业机械，它的广泛使用极大地减轻了农民劳动强度，提高了劳动生产率。但是联合收割机堵塞等故障率高，可靠性差，作业质量低等问题仍然存在。脱粒装置是联合收割机的重要组成部分，其性能的优越直接影响到整机的工作质量。为了提高机器工作可靠性，改善脱粒性能，进行脱粒滚筒实时监测和转速自动控制研究很有必要，这对加快实现农业机械化，自动化和智能化发展具有重要意义。 本文详细分析了影响脱粒性能的因素，包括不可控因素和可控因素，各因素之间又互相联系，因此脱粒滚筒是一个复杂的非线性系统，滚筒角速度与其众多影响因素之间难以建立一个精确的数学模型，这给传统控制理论的应用带来极大的不便。 模糊控制技术不需要知道被控对象的数学模型，为非线型复杂系统的控制提供了一个有效手段。论文根据脱粒滚筒系统复杂性、延时性和难以确定精确数学模型的特点，结合单片机和模糊控制技术，用8031单片机实现模糊控制器，设计了一个脱粒滚筒转速自动控制系统，通过控制行走速度，使脱粒滚筒的角速度控制在预期的范围内。 论文介绍了模糊控制的基本原理，根据轴流滚筒的功耗模型，确定以滚筒角速度偏差和偏差变化率作为系统输入量，以加到行走电机上的电压为输出量，设计了脱粒滚筒单片机模糊控制器。系统设计包括硬件设计和软件设计两大部分，硬件设计主要包括转速传感器电路、A/D和D/A转换电路、输出控制电路和显示报警电路的设计。转速传感器选用霍尔传感器，通过A/D转换电路送单片机进行数据处理；输出控制电路采用变频电路控制电动机转速；如果滚筒转速过低，系统还有报警功能。软件设计主要以C语言进行源程序设计，采用强度转移法设计模糊控制软件，完成了输入量的模糊化算法、模糊推理算法和输出量的反模糊化算法的编程，另外还进行了主程序和中断服务程序的设计。 为了便于实现自动控制，该系统中脱粒滚筒和行走装置采用电驱动，对行走电机进行转速控制，从而改变喂入量的大小，使脱粒滚筒转速稳定在额定值附近，达到改善脱粒性能的目的。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明、导师承诺及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章联合收割机脱粒滚筒自动控制系统概述

第三章模糊控制系统设计

第四章脱粒滚筒转速模糊控制系统的硬件设计

第五章脱粒滚筒转速模糊控制系统的软件设计

第六章结论与建议

参考文献

致谢

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