栽植器無刷直流電機驅動系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著時代的發(fā)展，科學技術日新月異，自動化與智能化生產已廣泛應用于工農業(yè)領域，蔬果及花卉等作物栽植裝備在不斷升級。我國是農業(yè)大國，耕地面積遼闊，農作物移栽是生產過程的核心環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)的人工移栽勞動強度大，效率低，成本高，因此研制適合我國國情的移栽機對于農業(yè)經濟的發(fā)展有重要的意義。
　　移栽機的核心部件是栽植器，其主要作用是打穴和植苗，將分苗機或人工送來的秧苗栽入土壤。而栽植器驅動系統(tǒng)的設計是移栽機的關鍵技術之一。為了提高吊杯式栽植

2、器（曲柄搖桿平行四邊機構的吊杯栽植器）的栽植質量，提出采用無刷直流電機驅動栽植器的的方案，以滿足對栽植器運動特性的要求。
　　在分析吊杯栽植器的吊杯結構和垂直方向運動規(guī)律的基礎上，提取了栽植器的運行要求及驅動系統(tǒng)所需關鍵參數(shù)。明確了驅動系統(tǒng)系統(tǒng)設計目標為:通過調節(jié)驅動電機的轉速和轉矩，增大吊杯運動軌跡最低點位置的加速度，達到提升吊杯入土能力的目的，使幼苗移栽達到所需深度。
　　設計了栽植器無刷直流電機驅動系統(tǒng)，主要包括四個方

3、面:
　　(1)分析了無刷直流電機的工作原理，搭建了無刷直流電機的數(shù)學模型，采用脈沖寬度調制(PWM)調速的控制策略及轉速、電流雙閉環(huán)的控制結構，實現(xiàn)了驅動系統(tǒng)調速。根據(jù)栽植器運行要求和驅動系統(tǒng)的關鍵參數(shù)選擇適用于該系統(tǒng)的高轉速，大扭矩的電機和減速器;
　　(2)該驅動系統(tǒng)選用TMS320F28335 DSP作為控制芯片，對該芯片的定時器部分、PWM捕獲及采樣部分、ADC采樣部分進行了設計，通過軟件實現(xiàn)了轉子位置檢測、旋轉磁

4、場信號輸出及對電機進行PWM調速、PI閉環(huán)控制;
　　(3)分析了驅動器的結構和工作原理。設計信號處理模塊對驅動器、控制器及電機之間傳遞的信號進行處理和檢測，包括PWM處理模塊、霍爾信號處理模塊、電流檢測模塊等。
　　(4)結合驅動系統(tǒng)設計的要求和相關的控制理論，在CCS3.3上完成驅動系統(tǒng)的軟件設計，軟件功能包括系統(tǒng)初始化、PWM捕獲中斷、定時器中斷、電機啟動與停止、ADC采樣中斷和PI閉環(huán)設計等。
　　對該栽植器驅