气吸振动式精少量播种机理及自适应控制方法研究

Seeding mechanism and motion control methods of pneumatic and small amounts on plug-tray seeder will mainly be researched in the project as some differences in tiller number generated super hybrid rice large-scale mechanize planting,because agronomic requirements, 2±1 grain/hole(300mm×600mm trays,40g-50g per tray) and low injury rate, can not be meet by normal mechanical type plug-seeding in tray seeder,and finally grain yield will be affected. Theoretical analysis,simulation technology and natural experiments will be comprehensively used, the research consists of the motion laws of variable mass system of seed plate, precision seeds plus methods, the distribution of airflow field in air chamber and anti-blocking, clearing methods of seed suction pore, the best movement of suction plate, and the research of the adaptive control method of seeding motion. To analysis the influence of flow pressure, vibration parameter, thickness of the variable mass group and suction distance on seeder performance, adaptive optimal motion control mode will be established, and reasonable motion control system will be designed. The super hybrid rice seeding sowing problems of automation requirements will be mainly solved, which can provide a theoretical basis and methods for designing of the super hybrid rice equipment and other related crop planting seeder device.

由于传统机械式水稻育秧播种装置难以满足超级杂交稻特有的2±1粒/穴（300mm×600mm育苗盘,40g-50g/盘）、低伤种率等农艺要求，导致每穴秧苗数差别较大，秧苗质量一致性难以保证，最终影响到产量的提高；项目提出开展气吸振动式精少量播种工作机理及自适应控制方法研究。采用理论研究、仿真技术和试验分析相结合的方法，研究播种过程振动种盘变质量系统种群运动规律及定量加种装置，研究吸/排种过程气流场分布规律及吸种盘吸种孔防堵塞及清孔装置，揭示清孔和吸/排种装置运动耦合规律，研究播种装置吸/排种循环运动规律和自适应最优运动控制方法，进行精少量播种装置样机研制及试验研究。分析气流压力、种盘振动参数、变质量系统种群厚度、吸种距离对播种性能的影响，建立自适应控制模型，进而设计控制系统。重点解决超级杂交稻精少量自动播种难题，为超级杂交稻播种及类似作物播种设备的研制提供理论和设计依据。

由于传统机械式水稻育秧播种装置难以满足超级杂交稻特有的2±1粒/穴（300mm×600mm育苗盘,40g-50g/盘）、低伤种率等农艺要求，导致每穴秧苗数差别较大，秧苗质量不能保证，最终影响到产量的提高；项目研究了气吸振动式精少量播种工作机理及自适应控制方法。研究了播种过程振动种盘变质量系统种群运动规律，分析得出了最优吸种状态下的振盘振动参数、种层厚度及吸种距离，设计了保持种群厚度动态平衡的加种装置，建立了与播种时序相匹配的加种控制方法；研究了吸/排种过程气流场分布规律，设计了合适吸种的吸种盘、吸孔形态及吸种盘清孔装置，以吸种盘为基座设计了点位控制自适应清种装置；通过试验与建模揭示了清孔和吸/排种装置运动耦合规律；研究了播种装置吸/排种循环运动规律和自适应最优运动控制方法，根据分区域运动规划策略建立了吸种盘无碰撞的循环运动路径规划；研制了与气振盘式精密排种器配套的流水线，实现了流水线与精密排种器协调运行融合控制；对精少量播种装置样机及其流水线控制系统进行试验研究，试验表明，项目的研究工作重点解决了超级杂交稻精少量自动播种难题，为超级杂交稻播种及类似作物播种设备的研制提供了理论和设计依据。