棉花打頂機切割器高度自動控制系統(tǒng)的設(shè)計-開題答辯課件

研究生開題報告題目：棉花打頂機切割器高度自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

研究生:指導(dǎo)老師：趙冉冉教授研究生開題報告研究背景與意義國內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究的內(nèi)容、方法擬采取的技術(shù)路線預(yù)期目標(biāo)和主要創(chuàng)新點存在問題及解決途徑研究進(jìn)度及時間安排研究的基礎(chǔ)及現(xiàn)有條件匯報提綱研究背景與意義國內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究的內(nèi)容、方法擬采取的技術(shù)路線1.棉花是我國僅次于糧食的重要經(jīng)濟作物。但目前我國棉花的生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本、科技含量與國外相比還存在著一定差距。

2.新疆的棉花種植是全區(qū)農(nóng)業(yè)的重要組成部分，但棉花生產(chǎn)機械化程度偏低(僅為43％)，尤其是棉花打頂不能實現(xiàn)機械化，嚴(yán)重制約了新疆棉花生產(chǎn)的快速發(fā)展。

一、研究的背景及意義1.棉花是我國僅次于糧食的重要經(jīng)濟作物。但目前我國棉花的生3.目前，制約棉花打頂機發(fā)展的原因主要是棉株高度自動檢測困難，打頂精度不高。迫切需要研制出打頂精度高、綜合性能好的棉花打頂機。4.棉花打頂機切割器高度自動控制系統(tǒng)是棉花打頂機的重要組成部分，同時也是能否實現(xiàn)高精度、高效率棉花機械化生產(chǎn)的關(guān)鍵。研究的背景及意義(續(xù))3.目前，制約棉花打頂機發(fā)展的原因主要是棉株高度自動檢測困難5.實現(xiàn)棉花打頂機械化，研究棉花打頂機切割器高度自動控制系統(tǒng)具有如下重要意義：為棉花機械化生產(chǎn)提供技術(shù)支持。提高棉花打頂?shù)馁|(zhì)量和效率。提高棉花生產(chǎn)機械化程度，緩解勞動力緊缺的矛盾，減輕企業(yè)和社會負(fù)擔(dān)。降低棉花生產(chǎn)成本，提高農(nóng)民收入。研究的背景及意義(續(xù))5.實現(xiàn)棉花打頂機械化，研究棉花打頂機切割器高度自動控

國外棉花打頂機的研制開發(fā)較早，但發(fā)展速度緩慢，水平較低。

20世紀(jì)8O年代前蘇聯(lián)曾研制開發(fā)前置式整體仿形式棉花打頂機。但由于不能很好的適應(yīng)棉花打頂?shù)霓r(nóng)藝技術(shù)要求，所以沒有得到廣泛的應(yīng)用與推廣。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀國外棉花打頂機的研制開發(fā)較早，但發(fā)展速度緩慢2003年，石河子大學(xué)研制開發(fā)了3MD一12／20型棉花打頂機，填補了國內(nèi)空白。該機采用后懸掛式，通過地輪對棉株高度進(jìn)行整體浮動仿形，能基本滿足棉花機械打頂?shù)霓r(nóng)藝技術(shù)要求。

國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀隨后石河子大學(xué)研發(fā)出3MDY一12型前懸掛液壓驅(qū)動式棉花打頂機。該機主要解決了前動力輸出這一技術(shù)難點，切割器高度通過人工方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀2006年，石河子大學(xué)與農(nóng)八師132團聯(lián)合研究開發(fā)了3MDZK一12型組控式單行仿形棉花打頂機。解決了棉花機械打頂在不切斷動力的情況下獨立升降仿形作業(yè)這一難點，較好地適應(yīng)了棉花機械打頂?shù)霓r(nóng)藝技術(shù)要求。國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀三、研究的內(nèi)容、方法研究的內(nèi)容

1.棉株高度自動檢測技術(shù)的研究

1）測高實驗平臺的搭建；2）檢測方法的試驗研究3）棉株高度測量的相關(guān)性研究；2.液壓自動控制系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計出控制精度較高、穩(wěn)定性較好的切割器高度自動控制系統(tǒng)。研究目的

1）控制電路的設(shè)計；2）電液控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模；3）控制系統(tǒng)的仿真與PID校正；三、研究的內(nèi)容、方法研1.棉株高度自動檢測技術(shù)的研究1）紅外傳感器采集信號單片機結(jié)果輸出液壓控制閥液壓油缸切割器升降工作原理簡圖棉株紅外傳感器采集信號單結(jié)果輸出液液切割器工作原理簡圖棉株綜合國內(nèi)外棉花機械打頂?shù)南嚓P(guān)技術(shù)，確定棉花打頂機切割器高度自動控制系統(tǒng)的整體研究方案。根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵髮y高實驗平臺所需的硬件進(jìn)行選型，科學(xué)合理地搭建測高實驗平臺。利用科學(xué)的方法對測量信號進(jìn)行提取、分析與處理。對測高精度進(jìn)行相關(guān)性研究，綜合分析其影響因素，獲取優(yōu)化的系統(tǒng)參數(shù)。利用PROTEL軟件對該控制系統(tǒng)的電路部分進(jìn)行計算設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)工作的具體要求編寫出相應(yīng)的控制程序。運用所學(xué)的自動控制理論和相關(guān)數(shù)學(xué)知識，建立電液自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。利用MATLAB軟件對該系統(tǒng)進(jìn)行計算機仿真和PID校正。研究的方法研究的內(nèi)容、方法（續(xù)）綜合國內(nèi)外棉花機械打頂?shù)南嚓P(guān)技術(shù)，確定棉花打頂機切割器高度自四、技術(shù)路線收集相關(guān)資料確定控制系統(tǒng)整體方案建立數(shù)學(xué)模型搭建測高實驗平臺數(shù)模分析及計算機仿真分析原因系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化滿意？否是方案改進(jìn)得出結(jié)論四、技術(shù)路線收集相關(guān)資料確定控制系統(tǒng)整體方案建立數(shù)學(xué)模型搭建工作基礎(chǔ)文獻(xiàn)收集已經(jīng)搜集了大量相關(guān)的資料、論文，學(xué)習(xí)了解了棉花機械打頂、自動化控制等方面的相關(guān)知識。

軟件學(xué)習(xí)其他方面在校工廠對3MDY一12型、3MDZK一12型棉花打頂機進(jìn)行對比研究學(xué)習(xí)，較深刻地了解了其工作原理及特點。能熟練運用PROTEL、MATLAB、AUTOCAD等專業(yè)軟件。五、研究的基礎(chǔ)及現(xiàn)有條件工作基礎(chǔ)文獻(xiàn)收集已經(jīng)搜集了大量相關(guān)的資料、論文，學(xué)習(xí)了解了現(xiàn)有條件1、大學(xué)圖書館和學(xué)院資料室，可提供大量資料。2、校工廠，可隨時去研究學(xué)習(xí)3、計算機1臺，網(wǎng)絡(luò)暢通。4、有各種所需要的專業(yè)軟件。研究的基礎(chǔ)及現(xiàn)有條件（續(xù)）現(xiàn)有條件1、大學(xué)圖書館和學(xué)院資料室，可提供大量資料。研究的基1.搭建出棉花自動測高實驗平臺的硬件系統(tǒng)。2.通過反復(fù)試驗，研究高度自動檢測裝置的主要影響因素，并獲取最優(yōu)化試驗參數(shù)。3.建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。4.采取閉環(huán)控制方案，利用計算機進(jìn)行仿真和校正，得出優(yōu)化的系統(tǒng)參數(shù)。最終設(shè)計出控制精度較高、穩(wěn)定性較好的切割器高度自動控制系統(tǒng)。預(yù)期目標(biāo)六、預(yù)期目標(biāo)和主要創(chuàng)新點1.搭建出棉花自動測高實驗平臺的硬件系統(tǒng)。預(yù)六、預(yù)期目標(biāo)和

針對棉花機械打頂精度控制難的問題，在單行獨立仿形棉花打頂機的基礎(chǔ)上，采用紅外非接觸式測距技術(shù)對棉株高度進(jìn)行測量，避免了接觸式測量對棉株造成的機械損傷，保證了測量的精度和檢測的速度。主要創(chuàng)新點預(yù)期目標(biāo)和主要創(chuàng)新點（續(xù)）針對棉花機械打頂精度控制難的問題，在單行獨立1.采用紅外傳感器作為自動測高裝置，棉株高度的標(biāo)定、測高精度的影響因素及系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化，需要反復(fù)實驗研究才能準(zhǔn)確獲得。2.電液自動控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立是一個比較困難和復(fù)雜的問題。七、存在問題及解決途徑存在問題1.采用紅外傳感器作為自動測高裝置，棉株高度的標(biāo)定、測高精度解決途徑1.采用科學(xué)的實驗方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理。2.深入學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識和數(shù)學(xué)知識，并向資深專業(yè)老師和教授請教。

存在問題及解決途徑（續(xù)）解決途徑1.采用科學(xué)的實驗方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理。存在問八、研究進(jìn)度及時間安排2009.07～2009.09查閱相關(guān)資料、書籍2009.10～2009.11確定研究方案，對研究過程作總體安排2009.09～2009.10整理資料，撰寫文獻(xiàn)綜述2011.04～2011.06整理所有的資料，準(zhǔn)備論文答辯2011.03～2011.04請專家及導(dǎo)師評閱論文2010.10～2010.03綜合研究資料和實驗結(jié)果，撰寫學(xué)位論文2009.11～2010.10試驗數(shù)據(jù)分析及建立數(shù)學(xué)模型八、研究進(jìn)度及時間安排2009.07～2009.09敬請各位專家

批評指正謝謝!謝謝!研究生開題報告題目：棉花打頂機切割器高度自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

研究生:指導(dǎo)老師：趙冉冉教授研究生開題報告研究背景與意義國內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究的內(nèi)容、方法擬采取的技術(shù)路線預(yù)期目標(biāo)和主要創(chuàng)新點存在問題及解決途徑研究進(jìn)度及時間安排研究的基礎(chǔ)及現(xiàn)有條件匯報提綱研究背景與意義國內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究的內(nèi)容、方法擬采取的技術(shù)路線1.棉花是我國僅次于糧食的重要經(jīng)濟作物。但目前我國棉花的生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本、科技含量與國外相比還存在著一定差距。

2.新疆的棉花種植是全區(qū)農(nóng)業(yè)的重要組成部分，但棉花生產(chǎn)機械化程度偏低(僅為43％)，尤其是棉花打頂不能實現(xiàn)機械化，嚴(yán)重制約了新疆棉花生產(chǎn)的快速發(fā)展。

一、研究的背景及意義1.棉花是我國僅次于糧食的重要經(jīng)濟作物。但目前我國棉花的生3.目前，制約棉花打頂機發(fā)展的原因主要是棉株高度自動檢測困難，打頂精度不高。迫切需要研制出打頂精度高、綜合性能好的棉花打頂機。4.棉花打頂機切割器高度自動控制系統(tǒng)是棉花打頂機的重要組成部分，同時也是能否實現(xiàn)高精度、高效率棉花機械化生產(chǎn)的關(guān)鍵。研究的背景及意義(續(xù))3.目前，制約棉花打頂機發(fā)展的原因主要是棉株高度自動檢測困難5.實現(xiàn)棉花打頂機械化，研究棉花打頂機切割器高度自動控制系統(tǒng)具有如下重要意義：為棉花機械化生產(chǎn)提供技術(shù)支持。提高棉花打頂?shù)馁|(zhì)量和效率。提高棉花生產(chǎn)機械化程度，緩解勞動力緊缺的矛盾，減輕企業(yè)和社會負(fù)擔(dān)。降低棉花生產(chǎn)成本，提高農(nóng)民收入。研究的背景及意義(續(xù))5.實現(xiàn)棉花打頂機械化，研究棉花打頂機切割器高度自動控

國外棉花打頂機的研制開發(fā)較早，但發(fā)展速度緩慢，水平較低。

20世紀(jì)8O年代前蘇聯(lián)曾研制開發(fā)前置式整體仿形式棉花打頂機。但由于不能很好的適應(yīng)棉花打頂?shù)霓r(nóng)藝技術(shù)要求，所以沒有得到廣泛的應(yīng)用與推廣。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀國外棉花打頂機的研制開發(fā)較早，但發(fā)展速度緩慢2003年，石河子大學(xué)研制開發(fā)了3MD一12／20型棉花打頂機，填補了國內(nèi)空白。該機采用后懸掛式，通過地輪對棉株高度進(jìn)行整體浮動仿形，能基本滿足棉花機械打頂?shù)霓r(nóng)藝技術(shù)要求。

國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀隨后石河子大學(xué)研發(fā)出3MDY一12型前懸掛液壓驅(qū)動式棉花打頂機。該機主要解決了前動力輸出這一技術(shù)難點，切割器高度通過人工方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀2006年，石河子大學(xué)與農(nóng)八師132團聯(lián)合研究開發(fā)了3MDZK一12型組控式單行仿形棉花打頂機。解決了棉花機械打頂在不切斷動力的情況下獨立升降仿形作業(yè)這一難點，較好地適應(yīng)了棉花機械打頂?shù)霓r(nóng)藝技術(shù)要求。國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀三、研究的內(nèi)容、方法研究的內(nèi)容

1.棉株高度自動檢測技術(shù)的研究

1）測高實驗平臺的搭建；2）檢測方法的試驗研究3）棉株高度測量的相關(guān)性研究；2.液壓自動控制系統(tǒng)的設(shè)計設(shè)計出控制精度較高、穩(wěn)定性較好的切割器高度自動控制系統(tǒng)。研究目的

1）控制電路的設(shè)計；2）電液控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模；3）控制系統(tǒng)的仿真與PID校正；三、研究的內(nèi)容、方法研1.棉株高度自動檢測技術(shù)的研究1）紅外傳感器采集信號單片機結(jié)果輸出液壓控制閥液壓油缸切割器升降工作原理簡圖棉株紅外傳感器采集信號單結(jié)果輸出液液切割器工作原理簡圖棉株綜合國內(nèi)外棉花機械打頂?shù)南嚓P(guān)技術(shù)，確定棉花打頂機切割器高度自動控制系統(tǒng)的整體研究方案。根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵髮y高實驗平臺所需的硬件進(jìn)行選型，科學(xué)合理地搭建測高實驗平臺。利用科學(xué)的方法對測量信號進(jìn)行提取、分析與處理。對測高精度進(jìn)行相關(guān)性研究，綜合分析其影響因素，獲取優(yōu)化的系統(tǒng)參數(shù)。利用PROTEL軟件對該控制系統(tǒng)的電路部分進(jìn)行計算設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)工作的具體要求編寫出相應(yīng)的控制程序。運用所學(xué)的自動控制理論和相關(guān)數(shù)學(xué)知識，建立電液自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。利用MATLAB軟件對該系統(tǒng)進(jìn)行計算機仿真和PID校正。研究的方法研究的內(nèi)容、方法（續(xù)）綜合國內(nèi)外棉花機械打頂?shù)南嚓P(guān)技術(shù)，確定棉花打頂機切割器高度自四、技術(shù)路線收集相關(guān)資料確定控制系統(tǒng)整體方案建立數(shù)學(xué)模型搭建測高實驗平臺數(shù)模分析及計算機仿真分析原因系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化滿意？否是方案改進(jìn)得出結(jié)論四、技術(shù)路線收集相關(guān)資料確定控制系統(tǒng)整體方案建立數(shù)學(xué)模型搭建工作基礎(chǔ)文獻(xiàn)收集已經(jīng)搜集了大量相關(guān)的資料、論文，學(xué)習(xí)了解了棉花機械打頂、自動化控制等方面的相關(guān)知識。

軟件學(xué)習(xí)其他方面在校工廠對3MDY一12型、3MDZK一12型棉花打頂機進(jìn)行對比研究學(xué)習(xí)，較深刻地了解了其工作原理及特點。能熟練運用PROTEL、MATLAB、AUTOCAD等專業(yè)軟件。五、研究的基礎(chǔ)及現(xiàn)有條件工作基礎(chǔ)文獻(xiàn)收集已經(jīng)搜集了大量相關(guān)的資料、論文，學(xué)習(xí)了解了現(xiàn)有條件1、大學(xué)圖書館和學(xué)院資料室，可提供大量資料。2、校工廠，可隨時去研究學(xué)習(xí)3、計算機1臺，網(wǎng)絡(luò)暢通。4、有各種所需要的專業(yè)軟件。研究的基礎(chǔ)及現(xiàn)有條件（續(xù)）現(xiàn)有條件1、大學(xué)圖書館和學(xué)院資料室，可提供大量資料。研究的基1.搭建出棉花自動測高實驗平臺的硬件系統(tǒng)。2.通過反復(fù)試驗，研究高度自動檢測裝置的主要影響因素，并獲取最優(yōu)化試驗參數(shù)。3.建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。4.采取閉環(huán)控制方案，利用計算機進(jìn)行仿真和校正，得出優(yōu)化的系統(tǒng)參數(shù)。最終設(shè)計出控制精度較高、穩(wěn)定性較好的切割器高度自動控制系統(tǒng)。預(yù)期目標(biāo)六、預(yù)期目標(biāo)和主要創(chuàng)新點1.搭建出棉花自動測高實驗平臺的硬件系統(tǒng)。預(yù)六、預(yù)期目標(biāo)和

針對棉花機械打頂精度控制難的問題，在單行獨立仿形棉花打頂機的基礎(chǔ)上，采用紅外非接觸式測距技術(shù)對棉株高度進(jìn)行測量，避免了接觸式測量對棉株造成的機械損傷，保證了測量的精度和檢測的速度。主要