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出版时间 :
电动薯尖叶菜多用途收获机自动控制技术研究
0.00     定价 ¥ 65.00
浙江图书馆
  • ISBN:
    9787511669322
  • 出 版 社 :
    中国农业科学技术出版社
  • 出版日期:
    2025-01-01
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内容介绍
  《电动薯尖叶菜多用途收获机自动控制技术研究》围绕电动薯尖叶菜多用途收获机的自动控制技术展开研究,旨在解决菜用甘薯茎尖人工采收效率低、成本高、质量不稳定等问题。文章首先介绍了中国菜用甘薯产业概况及其种植农艺要求,分析了当前叶菜收获机械的研究现状及发展趋势。接着重点研究了收获机的控制系统设计,包括行走速度自动调节、自动卸筐和补筐、割刀离地高度自动调控等关键技术,通过建立控制策略、模型仿真及田间试验验证了系统的性能。最后总结了研究成果,指出了存在的问题并提出了未来研究方向。
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精彩书摘
  1 概述
  1.1 中国菜用甘薯产业概况
  甘薯属旋花科甘薯属,一年生或多年生蔓生草本,又称山芋、番薯等。甘薯除块根,其薯叶、茎尖都有很高的利用价值。在中国、日本、韩国等国家会将甘薯的茎尖用作蔬菜,俗称“苕叶尖”。甘薯茎尖不仅营养丰富,而且还具有较高的医疗保健作用,被人们誉为“蔬菜皇后”“长寿蔬菜”等,在市场上颇受欢迎。通常将以茎叶及茎尖为原料进行食用的甘薯类型称为菜用甘薯,这种茎尖也就称为菜用茎尖。
  20世纪末,随着人们对营养保健蔬菜要求的不断提高,国内外一些科研单位对菜用甘薯的育种和开发利用等进行了研究,取得了较大的进展,为甘薯综合利用开辟了新的途径。
  近年来,我国陆续培育出一些口感好、品质优的菜用甘薯新品种,并进行配套栽培技术的研究和初步推广应用,在福建、广东、湖北、浙江等省,菜用甘薯产业已初具规模。由于菜用茎尖味甘、质滑、可口,适合大多数人的口味,从而广受欢迎,所以其销售价格也相当可观。以浙江省为例,其年效益高达22.5万元/hm’,经济效益显著,所以种植前景非常广阔。
  菜用甘薯规模化生产的主要生产作业环节有整地、播种、田间管理以及收获等,其中,收获是耗费工时较多并且劳动强度较大的环节。目前甘薯菜用茎尖的采收大多是使用人工采收,为保证收获茎尖的脆嫩度,在采收过程中对于采收长度以及切口均有具体要求。从而使茎尖采收难度大、用工多、收获成本高、综合效益不高问题突出,严重影响农民种植积极性。若采用甘薯菜用茎尖收获装备,实现机械化、智能化收获,能有效保证收获质量,降低用工成本,提高生产效率。
  1.2 中国菜用甘薯种植农艺要求
  菜用甘薯的栽培方式因地而异,具体可以从三个方面来介绍。种植时间方面,福建、广东、浙江在3-8月均有种植,黄淮地区一般在5-6月种植;栽培密度方面,目前还没有统一标准,但是国家区域试验要求株距20cm、行距30cm以上;采收时间方面,因地区不同,一般在定植20~45d后采收,每隔7~10d采收1次,整个采收期可达6个月以上。
  其中,采收是整个栽培过程中农艺要求比较高的一个环节。目前通常采用人工采收,采收时掐取顶尖的嫩梢即可食用,一般在植株达40cm高时,即可陆续采收嫩梢和嫩叶,采收过程中有两点要求:第一,采收的茎尖长度一般为10cm,收获的嫩叶要带叶柄,采收时使用剪刀剪,尽量不用手掐,以防感染病害;第二,由于菜薯产品为幼嫩茎叶,含水量大,易失水萎蔫,要保持较高的产品档次,就要及时采收。但是现有的采收方式并不能完全满足这两点要求,人工采收无法保证不伤到茎尖,人工采收受到的制约因素也很多,不能保证稳定的采收速度。因此,用机械采收茎尖就变得尤为重要,用机械采收可保障采收农艺要求,保证收获质量,可以保证准确高效的采收速度,并且也能大大降低劳动成本。
  ……
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目录
1 概述 1
1.1 中国菜用甘薯产业概况 1
1.2 中国菜用甘薯种植农艺要求 2

2 叶菜收获机械研究现状及发展展望 3
2.1 国外叶菜收获机械研究现状 3
2.2 国内叶菜收获机械研究现状 5
2.3 我国叶菜收获机械发展展望 9

3 控制系统方案设计 11
3.1 整机结构与技术参数 11
3.2 控制系统的主要功能与要求 12
3.3 控制系统总体方案设计 13

4 行走速度自动调节控制系统设计与试验 18
4.1 行走速度自动控制系统组成 18
4.2 行走驱动系统模型 19
4.3 控制策略建立 21
4.4 控制模型建立及仿真 26
4.5 基于模糊PID的4UM-120D型电动薯尖叶菜多用途收获机行走速度自动控制系统设计 34
4.6 研究结论 40

5 自动卸筐和补筐控制系统设计与仿真试验 42
5.1 自动卸筐和补筐控制工作原理 42
5.2 自动卸筐和补筐控制系统组成 43
5.3 控制策略建立 43
5.4 控制策略台架仿真试验 45
5.5 研究结论 49

6 割刀离地高度自动调控系统设计与仿真试验 50
6.1 割刀离地高度自动调控系统组成与控制原理 50
6.2 割刀离地高度调节系统模型 51
6.3 控制策略建立 54
6.4 控制模型建立及仿真 55
6.5 研究结论 62

7 系统硬件总体结构及软硬件设计 63
7.1 硬件系统总体结构设计 63
7.2 系统硬件选型 63
7.3 S7-200SMARTPLC硬件设备组态 73
7.4 触摸屏通信配置 78
7.5 S7-200SMARTPLC程序设计 78
7.6 人机交互界面程序设计 80
7.7 研究结论 83

8 系统性能试验 84
8.1 行走速度自动控制田间试验 84
8.2 回归方程准确性验证试验 86
8.3 割刀离地高度自动调控田间试验 87
8.4研究结论 89

9 总结与展望 90
9.1 研究结论 90
9.2 存在问题 91
9.3 研究展望 91

参考文献 93
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