陳黎卿，解彬彬，李兆東，楊 路，陳永新※

（1. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，合肥 230036；2. 安徽省智能農(nóng)機(jī)裝備工程實(shí)驗(yàn)室，合肥 230036）

0 引 言

黃淮海麥玉輪作區(qū)麥秸稈采用粉碎還田作業(yè)模式，由于小麥秸稈韌性好，秸稈粉碎還田效果差，傳統(tǒng)地輪驅(qū)動(dòng)和鏈條傳動(dòng)形式易出現(xiàn)秸稈纏繞、擁堵等現(xiàn)象，播種時(shí)易發(fā)生斷條，研制一種性能可靠的主動(dòng)式玉米精量排種控制系統(tǒng)是必要的。

當(dāng)前玉米播種機(jī)多采用地輪驅(qū)動(dòng)播種機(jī)和氣力式播種機(jī)[1]，地輪驅(qū)動(dòng)播種機(jī)由地輪傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)排種軸轉(zhuǎn)動(dòng)排種，當(dāng)田間土壤黏重、秸稈覆蓋量較大時(shí)，造成驅(qū)動(dòng)排種部分無法正常工作[2-5]；氣力式玉米播種機(jī)多用于大型農(nóng)場，其價(jià)格較為昂貴，暫不適用于國內(nèi)。為減少漏播率和提高玉米精量播種水平，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于機(jī)械式精密排種器和電控排種器進(jìn)行一些研究：秦樂濤[6]設(shè)計(jì)了基于第五輪儀轉(zhuǎn)速采集的玉米精密播種機(jī)排種自動(dòng)控制系統(tǒng)；龔麗農(nóng)等[7]設(shè)計(jì)了一種適用于小區(qū)播種作業(yè)電控排種系統(tǒng)；翟建波等[8]利用傳感器技術(shù)研制了基于拖拉機(jī)前輪轉(zhuǎn)速的自動(dòng)排種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；徐志成[9]采用Mamdani模糊算法對(duì)自動(dòng)播種機(jī)的電控系統(tǒng)進(jìn)行控制策略優(yōu)化設(shè)計(jì)；張春嶺等[10]采用地面測(cè)速雷達(dá)實(shí)現(xiàn)排種電機(jī)的反饋控制。以上研究主要采用被動(dòng)式傳感器檢測(cè)機(jī)具作業(yè)工況，利用常規(guī)速度反饋單閉環(huán)PID控制算法為主控制策略，存在參數(shù)整定不良、適應(yīng)性差、控制穩(wěn)定性差等情況；采用旋轉(zhuǎn)增量式編碼器、霍爾測(cè)速傳感器、超聲波測(cè)速傳感器及第五輪儀測(cè)速進(jìn)行速度測(cè)量，由于機(jī)具作業(yè)時(shí)振動(dòng)強(qiáng)度大、地面不平，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集不精準(zhǔn)影響系統(tǒng)控制準(zhǔn)確性，并且在人機(jī)交互方面研究較少。

針對(duì)上述問題，本文設(shè)計(jì)一種玉米電控精量排種系統(tǒng)，采用GPS測(cè)速傳感器采集機(jī)具田間作業(yè)速度，利用旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)時(shí)采集排種器作業(yè)轉(zhuǎn)速，微控制器通過轉(zhuǎn)速環(huán)、電流環(huán)結(jié)合，形成雙閉環(huán) PID模糊算法自整定控制參數(shù)，并采用USART HMI四線制觸控串口屏設(shè)計(jì)可操控人機(jī)界面，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米精量排種的穩(wěn)定控制，提高排種精度。

1 電控排種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)組成

玉米精量電控播種機(jī)主要覆土鎮(zhèn)壓輪、高度調(diào)節(jié)彈簧、種箱、肥藥口寬度調(diào)節(jié)旋鈕、種藥箱、播種機(jī)上懸掛桿、播種機(jī)前懸掛桿、播種機(jī)左右懸掛榫頭、施肥腿開溝器、排肥管、排種器開溝器、垂直式勺輪排種器、換向減速器、霍爾有感無刷直流電機(jī)等組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示，技術(shù)參數(shù)如表1所示。

圖1 玉米精量電控免耕播種機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖Fig.1 Structure of corn precision electric control and no tillage seeder

表1 玉米精量電控播種機(jī)技術(shù)參數(shù)Table 1 Technical parameter of corn precision electronic control seeder

1.2 電控排種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及工作原理

電控排種系統(tǒng)主要由控制盒、觸摸顯示界面、旋轉(zhuǎn)編碼、GPS測(cè)速傳感器、無刷直流電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、換向減速器等組成[11-12]，如圖2所示。

機(jī)具工作時(shí)，電機(jī)通過增扭減速器將動(dòng)力傳遞給排種軸和肥藥軸，電機(jī)通過GPS實(shí)時(shí)測(cè)速傳感器結(jié)合編碼器實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán) PID遺傳算法自整定控制參數(shù)[13-15]，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速來驅(qū)動(dòng)排種轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)下種。電機(jī)通過人機(jī)交互界面實(shí)時(shí)控制電機(jī)的啟動(dòng)與應(yīng)急停止、設(shè)定排種粒距，以滿足玉米種植的農(nóng)藝要求。

圖2 排種系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Composite and structure of seeding system

2 排種控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

玉米電控精量排種系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括控制器、GPS測(cè)速傳感器、編碼器、無刷直流電機(jī)、換向減速器、USTART HMI四線制觸控串口屏等[16-19]。以 STM32F103ZET6為核心控制器，主要完成無刷直流電機(jī)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速控制、USTART HMI四線制觸控串口屏、無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制，以及控制算法實(shí)施等[20-21]。

2.1 控制方案

依據(jù)工作原理，玉米精量電控播種機(jī)控制系統(tǒng)方案采用如圖3所示的技術(shù)路線進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖3 玉米精量電控播種機(jī)控制方案流程圖Fig.3 Flow chart of corn precision electronic control seeder

如圖3所示，GPS測(cè)速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)具作業(yè)速度，USTART HMI四線制觸控屏控制電機(jī)待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)機(jī)組在田間作業(yè)時(shí)，通過觸控屏按下開始按鍵啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)速隨著機(jī)具作業(yè)速度實(shí)時(shí)變化，當(dāng)機(jī)具作業(yè)速度加快，電機(jī)轉(zhuǎn)速加快；反之，則電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢。

系統(tǒng)在運(yùn)行通過旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)排種軸實(shí)時(shí)作業(yè)速度結(jié)合雙閉環(huán) PID模糊算法實(shí)時(shí)自整定控制參數(shù)，以驅(qū)動(dòng)排種轉(zhuǎn)軸到達(dá)最優(yōu)轉(zhuǎn)速，提高控制精度，實(shí)現(xiàn)精量播種。

2.2 硬件設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)主要由硬件和軟件 2部分組成，其中硬件主要由電源轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)采集模塊、控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、人機(jī)交互模塊和排種驅(qū)動(dòng)模塊。其中電源轉(zhuǎn)換模塊是利用48 V轉(zhuǎn)5 V和48 V轉(zhuǎn)12 V的金升陽大功率短路保護(hù)模塊；信號(hào)采集模塊采用的KD-100 GPS測(cè)速傳感器（0.2～120 km/h），通過衛(wèi)星差分定位測(cè)速的原理來檢測(cè)機(jī)具作業(yè)速度；控制模塊主要采用STM32F103ZET6單片機(jī)對(duì)采集機(jī)具作業(yè)速度、編碼器實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)排種模塊；排種驅(qū)動(dòng)模塊包括無刷直流電機(jī)、換向減速器和固定編碼器排種轉(zhuǎn)軸[22-26]。其中控制系統(tǒng)電路如圖4所示。

圖4 玉米精量排種控制系統(tǒng)電路圖Fig.4 Circuit diagram of corn precision seeding control system

2.3 控制算法

為保證作業(yè)質(zhì)量和提高抗干擾能力，利用自整定遺傳模糊 PID算法對(duì)無刷直流電機(jī)采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制，電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)作為外環(huán)，并采用PWM調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)調(diào)速。

2.3.1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)模型建立

雙閉環(huán)調(diào)速控制結(jié)構(gòu)框圖如圖 5所示，轉(zhuǎn)速給定值與反饋值相比較，經(jīng)增量式 PID調(diào)節(jié)后，輸出電流調(diào)節(jié)的給定值，與實(shí)際檢測(cè)到的電流值相比較，再經(jīng)增量式PID調(diào)節(jié)，輸出PWM調(diào)制的占空比，此時(shí)當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載發(fā)生變化，其可有效抑制轉(zhuǎn)速波動(dòng)，提高工作時(shí)抗干擾能力，保證了作業(yè)質(zhì)量。

圖5 雙閉環(huán)調(diào)速控制結(jié)構(gòu)Fig.5 Speed control structure of double closed loop

2.3.2 控制策略設(shè)計(jì)

自整定模糊PID控制策略結(jié)構(gòu)如圖6所示。給定轉(zhuǎn)速n與反饋轉(zhuǎn)速nf的差值e及差值的變化率ec為模糊控制器輸入量，e和ec均為精確量，將二者模糊化后得到模糊量E和Ec，由模糊控制規(guī)則進(jìn)行推理和解模糊后得到修正參數(shù)ΔKp、ΔKi、ΔKd，3個(gè)修正參數(shù)根據(jù)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)自動(dòng)最優(yōu)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)PID控制參數(shù)自整定。

利用自整定的 PID 參數(shù)ΔKp、ΔKi、ΔKd，確定輸入e(t)和輸出u(t)之間的關(guān)系如式（8）：

圖6 PID控制策略原理圖Fig.6 Principle block diagram of PID control strategy

控制系統(tǒng)輸入變量 E和 Ec，其模糊子集為{NB,NS,ZO,PS,PB}，輸出變量ΔKp、ΔKi、ΔKd的模糊子集{NB,NM,NS,Z,PS,ZO,PS,PM,PB}為通過量化因子將E和Ec離散后與模糊論域?qū)?yīng)，可得E的量化因子：

設(shè)定各變量論域?yàn)閇–6,6]，En 、cEn 為模糊級(jí)數(shù)，本文取輸入量化因子分別?。害E=7.8，ΔKEc=1.2[27-28]。

轉(zhuǎn)速環(huán)模糊PID控制器根據(jù)不同的E和Ec，確定相適應(yīng)的ΔKp、ΔKi、ΔKd，通過自整定控制器的參數(shù)達(dá)到最優(yōu)轉(zhuǎn)速控制效果，輸入變量與輸出變量的控制規(guī)則如下：

1）當(dāng) E較大時(shí)，取較大的ΔKp和較小的ΔKd，同時(shí)為了防止幾分飽和，避免系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)較大超調(diào)，應(yīng)去掉積分作用，即ΔKi=0。

2）當(dāng)E和Ec為中等大小時(shí)，ΔKp、ΔKi、ΔKd都不能太大，應(yīng)取較小的ΔKp、ΔKi、ΔKd大小的值要適中，以保證系統(tǒng)響應(yīng)速度。

3）當(dāng)E較小時(shí)，為使系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)性能，應(yīng)增大ΔKi和ΔKp的值，同時(shí)為避免系統(tǒng)在設(shè)定值附近振蕩，并考慮系統(tǒng)的抗干擾性能，適當(dāng)選取ΔKd，通常為中等大小。

3 臺(tái)架試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

試驗(yàn)材料選用未分級(jí)的安農(nóng) 102，其千粒質(zhì)量為360 g，質(zhì)量含水率 11%，勺輪式玉米排種器由安徽省蒙城育田機(jī)械有限公司提供。該試驗(yàn)在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)JPS-12計(jì)算機(jī)視覺排種器試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)[29]，如圖 7所示。

圖7 臺(tái)架試驗(yàn)裝置Fig.7 Composition diagram of experimental device

3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

3.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以GB-T 6973-2005 《單粒(精密)播種機(jī)試驗(yàn)方法》為依據(jù)，具體進(jìn)行工作轉(zhuǎn)速精度驗(yàn)證、排種精度控制和排種性能試驗(yàn)，以排種轉(zhuǎn)速變異系數(shù)、株距合格指數(shù)、漏播指數(shù)和重播指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，驗(yàn)證本文研制的玉米精量排種控制系統(tǒng)的可行性以及其對(duì)排種性能的影響規(guī)律。

試驗(yàn)時(shí)，需設(shè)定排種株距。黃淮海麥玉輪作區(qū)被動(dòng)式地輪驅(qū)動(dòng)排種株距范圍為 130～330 mm，故設(shè)定排種株距為130、160、190、220、250、280、300和330 mm共8個(gè)水平，機(jī)組前進(jìn)速度為3～8 km/h（3、4、5、6、7、8 km/h）取6個(gè)水平。

3.2.2 試驗(yàn)方法

1) 工作轉(zhuǎn)速精度驗(yàn)證

該試驗(yàn)，通過LABVIWE-NI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集排種軸輸出實(shí)際轉(zhuǎn)速nZ，采集時(shí)間為1 min，重復(fù)6次（nZ1～nZ6為6次重復(fù)采集試驗(yàn)的平均轉(zhuǎn)速），計(jì)算出排種轉(zhuǎn)速變異系數(shù)。

2）排種精度控制驗(yàn)證

采用JPS-12計(jì)算機(jī)視覺排種器試驗(yàn)臺(tái)單次連續(xù)采集不同工況下250粒種子株距值，重復(fù)3次試驗(yàn)，算出不同工況下的平均株距值以及變異系數(shù)，δZ為3次試驗(yàn)的株距變異系數(shù)。

3）播種速度對(duì)株距影響

為探討不同播種株距條件下的最優(yōu)播種速度，在不同設(shè)定播種株距條件下，重復(fù) 3次，在模擬機(jī)具作業(yè)速度為3、4、5、6、7、8 km/h下，單次試驗(yàn)連續(xù)測(cè)定250粒排種株距。

4）株距合格指數(shù)、漏播指數(shù)、重播指數(shù)測(cè)定

為研究機(jī)具作業(yè)速度與設(shè)定播種株距對(duì)排種器性能的影響，采用JPS-12計(jì)算機(jī)視覺排種器試驗(yàn)臺(tái)單次連續(xù)采集不同工況下250粒種子，重復(fù)3次試驗(yàn)，獲得株距合格指數(shù)S（%）、漏播指數(shù)M（%）、重播指數(shù)R（%），設(shè)定播種株距下排種株距合格指數(shù)、漏播指數(shù)、重播指數(shù)，Sm、Mm、Rm為重復(fù)3次試驗(yàn)平均株距合格指數(shù)，平均漏播指數(shù)；平均重播指數(shù)。株距合格指數(shù)、漏播指數(shù)、重播指數(shù)，計(jì)算公式如下：

式中S為合格指數(shù)，%；M為漏播指數(shù)，%；R為重播指數(shù)，%；N為播種總株數(shù)，株；NS為播種合格株數(shù)；NM為播種漏播株數(shù)；NR為播種漏播株數(shù)。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.3.1 轉(zhuǎn)速控制精度試驗(yàn)結(jié)果與分析

表2為轉(zhuǎn)速控制精度驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，由表2可知，理論排種轉(zhuǎn)速為6～54 r/min時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)速的變異系數(shù)均在 10%以下，最大變異系數(shù)為 9.22%，最小變異系數(shù)為3.23%，實(shí)際轉(zhuǎn)速在理論轉(zhuǎn)速附近波動(dòng)范圍小，穩(wěn)定性較好，最大平均偏差為4.16%，最小平均偏差為0.27%，控制精度較好。

表2 轉(zhuǎn)速控制精度驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Test result of speed control precision

3.3.2 排種株距與設(shè)定株距對(duì)比分析

實(shí)際排種株距值允許波動(dòng)范圍為 0.5Zs<ΔZs<1.5Zs[30],表 3為設(shè)定播種株距與實(shí)際播種比較試驗(yàn)結(jié)果，由表 3可知，實(shí)際播種株距均未超出允許波動(dòng)范圍，變異系數(shù)在8%以下。在同一設(shè)定播種株距中，各實(shí)際播種株距與設(shè)定播種的最大變異系數(shù)為 7.32%，最小變異系數(shù)為0.75%，株距精度控制穩(wěn)定。

3.3.3 播種速度對(duì)株距影響試驗(yàn)結(jié)果與分析

表4為設(shè)定排種株距下的排種株距試驗(yàn)結(jié)果，由表4可知，在模擬機(jī)組前進(jìn)速度為3~8 km/h下，不同工況下變異系數(shù)均在 15%以下，實(shí)際排種株距均在允許范圍之內(nèi)[30]。隨著機(jī)組作業(yè)速度增大，株距平均變異系數(shù)分別為10.88%、11.63%、11.88%、12.88%、14.00%和14.13%，可見排種穩(wěn)定性變差；隨著設(shè)定排種株距增大，株距平均變異系數(shù)分別為12.83%、14.17%、13.83%、11.17%、12.33%、12.83%和10.33%，排種穩(wěn)定性有所提高，其中330 mm株距的排種穩(wěn)定性較優(yōu)。因此，滿足玉米種植農(nóng)業(yè)要求下，相同排種速度條件，應(yīng)選取較大設(shè)定排種株距。

表3 設(shè)定播種株距與實(shí)際株距比較試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Comparision of setting plant spacing with actual plant spacing

3.3.4 排種性能結(jié)果與分析

由表5可知，在相同機(jī)具作業(yè)速度下，隨著設(shè)定排種株距加大，粒距合格指數(shù)均有所提高；在設(shè)定排種株距相同時(shí)，隨著車速的增加，粒距合格指數(shù)有所降低。在中低車速 3～5 km/h作業(yè)時(shí)，粒距合格指數(shù)不低于93%，中高車速6～8 km/h作業(yè)時(shí)，粒距合格指數(shù)90%左右。

當(dāng)設(shè)定排種株距不變時(shí)，播種速度越高，漏播指數(shù)越來越高，而重播指數(shù)降低；在相同機(jī)組作業(yè)速度下，隨著設(shè)定排種株距加大，漏播指數(shù)均有所降低，重播指數(shù)有所升高。最大漏播指數(shù)為9.32%，不同工況下，平均漏播指數(shù)均在10%以下；最大重播指數(shù)為9.67%，不同工況下，平均重播指數(shù)均在10%以下。依據(jù)JB/T51017-1999《中耕作物精密播種機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量分等》，在設(shè)定株距為130～330 mm 時(shí)，播種株距變異系數(shù)≤25%[31]，均滿足優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)。因此，可滿足實(shí)際播種作業(yè)要求。

綜上所述，由于漏播指數(shù)與重播指數(shù)之間存在一定聯(lián)系，若漏播指數(shù)高，則重播指數(shù)低，反之同理。因此，可在適當(dāng)放寬重播指數(shù)的條件下，保證較低的漏播指數(shù)。在保證作業(yè)效率前提下，結(jié)合田間作業(yè)實(shí)際需求，在設(shè)定排種株距 130～300 mm 下，機(jī)具作業(yè)速度應(yīng)在 4～6 km/h范圍內(nèi)；在設(shè)定排種株距250～330 mm下，機(jī)具作業(yè)速度應(yīng)在5～8 km/h范圍內(nèi)。

表4 設(shè)定排種株距下的排種株距試驗(yàn)Table 4 Plant spacing test of setting plant spacing

表5 設(shè)定排種株距下的排種株距合格指數(shù)Table 5 Qualification index of plant spacing for setting plant spacing

4 田間試驗(yàn)

為驗(yàn)證該玉米精量排種控制系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的 4行玉米免耕播種機(jī)為平臺(tái)，試驗(yàn)材料選用未分級(jí)的安農(nóng)102玉米品種，其千粒質(zhì)量為360 g，質(zhì)量含水率 11%。性能對(duì)比機(jī)型是市場上常見的勺輪式玉米排種器。田間播種試驗(yàn)于2018年03月10日在安徽省合肥市安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)高新農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)園開展，土壤類型為黏性土，如圖 8所示。田間實(shí)際作業(yè)時(shí)，牽引動(dòng)力為上海紐荷蘭 SNH904拖拉機(jī)，機(jī)組前進(jìn)速度為5.6 km/h，投種高度為15.6 cm，播種4行，行距為600 mm。在設(shè)定播種株距130、160、190、220、250、280、300、330 mm株距下進(jìn)行田間試驗(yàn)，每次試驗(yàn)采集穩(wěn)定作業(yè)后的80個(gè)數(shù)據(jù)，重復(fù)3次，獲得實(shí)際播種株距平均值及株距合格指數(shù)等田間試驗(yàn)結(jié)果，如表 6所示。在各種株距下，研發(fā)的電控精量排種系統(tǒng)株距合格指數(shù)平均值為90.89%，漏播指數(shù)平均值為2.54%；在該種情況下，由于土壤黏重，導(dǎo)致地輪驅(qū)動(dòng)無法排種，與參考文獻(xiàn)[10,32]關(guān)于勺輪式玉米排種器試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比合格指數(shù)提高2.12%，漏播指數(shù)降低4.32%。結(jié)合臺(tái)架與田間驗(yàn)證結(jié)果表明，該玉米精量排種控制系統(tǒng)在田間作業(yè)工況差時(shí)，滿足玉米種植農(nóng)藝要求，符合 JB/T51017-1999《中耕作物精密播種機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量分等》。

圖8 田間試驗(yàn)Fig.8 Field experiment

表6 田間試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Result of field test

5 結(jié) 論

1）設(shè)計(jì)了一種基于雙閉環(huán)PID模糊控制算法的玉米精量排種控制系統(tǒng)，工作轉(zhuǎn)速精度驗(yàn)證試驗(yàn)表明，在設(shè)定排種轉(zhuǎn)速范圍為6～54 r/min時(shí)，實(shí)際工作轉(zhuǎn)速的變異系數(shù)均小于 10%，通過轉(zhuǎn)速精度驗(yàn)證試驗(yàn)，檢驗(yàn)了實(shí)際排種轉(zhuǎn)速在工作時(shí)間內(nèi)的波動(dòng)幅度，得出排種轉(zhuǎn)速在理論轉(zhuǎn)速附近波動(dòng)范圍小，滿足控制方案需要。

2）臺(tái)架試驗(yàn)表明，設(shè)定排種株距相同時(shí)，機(jī)具作業(yè)速度增大，株距合格指數(shù)越差，中低車速3～5 km/h作業(yè)時(shí)，粒距合格指數(shù)不小于93%，中高車速6～8 km/h作業(yè)時(shí)，粒距合格指數(shù) 90%左右；田間驗(yàn)證試驗(yàn)表明，該玉米精量排種控制系統(tǒng)田間播種株距合格指數(shù)不低于87%，平均值為90.89%，漏播指數(shù)均小于4%，平均值為2.54%，與市場上常見的勺輪式玉米排種器相比合格指數(shù)提高2.12%，漏播指數(shù)降低4.32%。

本研究可實(shí)現(xiàn)玉米主動(dòng)精量排種，并在機(jī)組前進(jìn)速度不大于8 km/h范圍內(nèi)對(duì)排種株距實(shí)現(xiàn)定量控制。影響玉米主動(dòng)精量排種控制的因素較多，如排種器結(jié)構(gòu)型式、機(jī)組振動(dòng)強(qiáng)度、投種高度和玉米品種等，針對(duì)上述因素及各因素間交互作用對(duì)主動(dòng)排種控制性能的影響仍需進(jìn)一步開展研究。

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