[发明专利]一种基于BLDCM的智能播种控制方法

说明书

一种基于BLDCM的智能播种控制方法，属于传感器检测技术领域，是主要由霍尔测速传感器、LCD显示器、单片机主控单元、无线收发模块、单片机从控单元、电机驱动器、无刷直流电机、指夹式排种器和编码器组成的，本发明以STM32单片机作为PID控制器的核心处理器，为实现PID控制的最优化，在Simulink环境下建立无刷直流电机的仿真模型，并结合PSO粒子群优化算法对PID参数进行优化设计，能明显提高播种合格率。

技术领域

本发明涉及一种基于BLDCM的智能播种控制方法，属于传感器检测技术领域。

背景技术

随着保护性耕作地开展，免耕播种技术越来越受到重视。目前，免耕播种机排种器的驱动力来源于地轮的转动，地轮在免耕播种机上是随动轮，容易发生打滑现象，在复杂的免耕播种作业环境中打滑尤为严重，进一步增大了排种器的漏播率。目前，国内外关于精量播种的研究不少，并且也取得了一定的成效，然而，大部分研究基本上集中在排种器结构改进和性能参数优化设计上，并不能从根本上解决地轮打滑的问题。本发明研发一种基于BLDCM的智能播种控制方法。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种基于BLDCM的智能播种控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于BLDCM的智能播种控制方法，是主要由霍尔测速传感器、LCD显示器、单片机主控单元、无线收发模块、单片机从控单元、电机驱动器、无刷直流电机、指夹式排种器和编码器组成的，其特征在于：所述霍尔测速传感器、LCD显示器均与单片机主控单元相连接，单片机主控单元和无线收发模块相连接，无线收发模块和单片机从控单元相连接，单片机从控单元与电机驱动器相连接，电机驱动器和无刷直流电机相连接，无刷直流电机和指夹式排种器相连接，指夹式排种器和编码器相连接，编码器和单片机从控单元相连接。

所述的单片机主控单元，采用STM32F103ZET6单片机，NRF24LO1作为无线发射模块，可将播种机前进速度及播种株距无线发射到从控制单元模块，将其连接在STM32单片机的SPI2接口上；采用2.8寸的TFT LCD液晶屏作为显示屏，并使用STM32单片机内部FSMC模块的存储块1的第4区作为其控制接口。NJK-5002C为霍尔测速传感器，用于实时采集播种机前进速度，其信号输出口与STM32单片机的通用I/0口PE6相连；S1一S4是独立按键，主要用于设定播种株距，其分别与STM32单片机的PE2一PE4相连；主控制单元软件用于驱动主控制单元硬件电路，以实现播种机前进速度的采集、播种株距的输入、相应的无线发射及相关数据信息的显示。

所述的单片机从控单元，采用与主控制单元同一型号的无线通信模块NRF24LO1作为无线接收模块，其与STM32从控制单片机的SPI2接口相连；4096线编码器，用于采集排种器的转速，其A,B两相脉冲输出引脚直接与STM32从控制单片机的PC1和PC2口相连接；无刷直流电机驱动器，型号为ZM一6615；STM32从控制单片机通过定时器TIM3的通道3输出PWM信号来控制驱动器ZM-6615，从而实现无刷直流电机的调速控制；光电隔离器，型号为TLP521，用于实现STM32从控制单片机与驱动器ZM-6615之间的电磁隔离；软件接收来自主控制单元所发射的无线数据，并产生相应的PWM信号用以驱动直流电机的运转，在MatLab/simulink环境下，编写PSO算法程序及建立仿真模型。

该发明的有益之处是：本发明的基于BLDCM的智能播种控制方法，以STM32单片机作为PID控制器的核心处理器，为实现PID控制的最优化，在Simulink环境下建立无刷直流电机的仿真模型，并结合PSO粒子群优化算法对PID参数进行优化设计，能明显提高播种合格率。

附图说明

图1为本发明的系统示意图。

图中，1、霍尔测速传感器，2、LCD显示器，3、单片机主控单元，4、无线收发模块，5、单片机从控单元，6、电机驱动器，7、无刷直流电机，8、指夹式排种器，9、编码器。