1、研究生开题报告题目：棉花打顶机切割器高度自动控制系统的设计题目：棉花打顶机切割器高度自动控制系统的设计 研究生:指导老师：赵冉冉 教授研究背景与意义研究背景与意义国内外研究现状国内外研究现状研究的内容、方法研究的内容、方法拟采取的技术路线拟采取的技术路线预期目标和主要创新点预期目标和主要创新点存在问题及解决途径存在问题及解决途径研究进度及时间安排研究进度及时间安排研究的基础及现有条件研究的基础及现有条件汇报提纲汇报提纲1.棉花是我国仅次于粮食的重要经济作物。棉花是我国仅次于粮食的重要经济作物。但目前我国棉花的生产率、生产成本、科但目前我国棉花的生产率、生产成本、科技含量与国外相比还存在着一定差
2、距。技含量与国外相比还存在着一定差距。2.新疆的棉花种植是全区农业的重要组成部分，新疆的棉花种植是全区农业的重要组成部分，但棉花生产机械化程度偏低但棉花生产机械化程度偏低(仅为仅为4343)，尤其是棉花打顶不能实现机械化，严重制尤其是棉花打顶不能实现机械化，严重制约了新疆棉花生产的快速发展。约了新疆棉花生产的快速发展。一、研究的背景及意义一、研究的背景及意义3.目前，制约棉花打顶机发展的原因主要是棉目前，制约棉花打顶机发展的原因主要是棉株高度自动检测困难，打顶精度不高。迫切株高度自动检测困难，打顶精度不高。迫切需要研制出打顶精度高、综合性能好的棉花需要研制出打顶精度高、综合性能好的棉花打顶机。
3、打顶机。4.棉花打顶机切割器高度自动控制系统是棉花棉花打顶机切割器高度自动控制系统是棉花打顶机的重要组成部分，同时也是能否实现打顶机的重要组成部分，同时也是能否实现高精度、高效率棉花机械化生产的关键高精度、高效率棉花机械化生产的关键。研究的背景及意义研究的背景及意义(续续)5.实现棉花打顶机械化，研究棉花打顶机切割实现棉花打顶机械化，研究棉花打顶机切割器高度自动控制系统具有如下重要意义：器高度自动控制系统具有如下重要意义：为棉花机械化生产提供技术支持。为棉花机械化生产提供技术支持。提高棉花打顶的质量和效率。提高棉花打顶的质量和效率。提高棉花生产机械化程度，缓解劳动力紧缺的提高棉花生产机械化程度
4、，缓解劳动力紧缺的矛盾，减轻企业和社会负担。矛盾，减轻企业和社会负担。降低棉花生产成本，提高农民收入。降低棉花生产成本，提高农民收入。研究的背景及意义研究的背景及意义(续续)国外棉花打顶机的研制开发较早，但发展速度缓慢，水平较低。20世纪8O年代前苏联曾研制开发前置式整体仿形式棉花打顶机。但由于不能很好的适应棉花打顶的农艺技术要求，所以没有得到广泛的应用与推广。二、国内外研究现状二、国内外研究现状国外现状o 2003年，石河子大学研制开发了3MD一1220型棉花打顶机，填补了国内空白。该机采用后悬挂式，通过地轮对棉株高度进行整体浮动仿形，能基本满足棉花机械打顶的农艺技术要求。国内现状国内现状o
5、 随后石河子大学研发出3MDY一12型前悬挂液压驱动式棉花打顶机。该机主要解决了前动力输出这一技术难点，切割器高度通过人工方式进行调节。国内现状国内现状国内现状国内现状o 2006年，石河子大学与农八师132团联合研究开发了3MDZK一12型组控式单行仿形棉花打顶机。解决了棉花机械打顶在不切断动力的情况下独立升降仿形作业这一难点，较好地适应了棉花机械打顶的农艺技术要求。国内现状国内现状国内现状国内现状国内现状国内现状三、研究的内容、方法三、研究的内容、方法研究的内容 1.棉株高度自动检测技术棉株高度自动检测技术的研究的研究 1）测高实验平台的搭建；2）检测方法的试验研究3）棉株高度测量的相关性
6、研究；2.液压自动控制系统的设计液压自动控制系统的设计设计出控制精度较高、稳定性较好的切割器高度自动控制系统。研究目的研究目的 1）控制电路的设计；2）电液控制系统的数学建模；3）控制系统的仿真与PID校正；红外传感器采集信号单片机结果输出液压控制阀液压油缸切割器升降工作原理简图工作原理简图棉株l 综合国内外棉花机械打顶的相关技术，确定棉花打顶机切割器高度自动控制系统的整体研究方案。l 根据实验目的和要求对测高实验平台所需的硬件进行选型，科学合理地搭建测高实验平台。l 利用科学的方法对测量信号进行提取、分析与处理。l 对测高精度进行相关性研究，综合分析其影响因素，获取优化的系统参数。l 利用P
7、ROTEL软件对该控制系统的电路部分进行计算设计。根据系统工作的具体要求编写出相应的控制程序。l 运用所学的自动控制理论和相关数学知识，建立电液自动控制系统的数学模型。l 利用MATLAB软件对该系统进行计算机仿真和PID校正。研究的方法研究的内容、方法（续）研究的内容、方法（续）四、技术路线四、技术路线收集相关资料确定控制系统整体方案建立数学模型搭建测高实验平台数模分析及计算机仿真分析原因系统参数优化满意？否否是是方案改进得出结论工作基础文献收集 已经搜集了大量相关的资料、论文，学习了解了棉花机械打顶、自动化控制等方面的相关知识。软件学习其他方面在校工厂对3MDY一12型、3MDZK一12型
8、棉花打顶机进行对比研究学习，较深刻地了解了其工作原理及特点。能熟练运用PROTEL、MATLAB、AUTOCAD等专业软件。五、研究的基础及现有条件五、研究的基础及现有条件现有条件1、大学图书馆和学院资料室，可提供大量资料。2、校工厂，可随时去研究学习3、计算机1台，网络畅通。4、有各种所需要的专业软件。研究的基础及现有条件（续）研究的基础及现有条件（续）n1.搭建出棉花自动测高实验平台的硬件系统。n2.通过反复试验，研究高度自动检测装置的主要影响因素，并获取最优化试验参数。n3.建立控制系统的数学模型。n4.采取闭环控制方案，利用计算机进行仿真和校正，得出优化的系统参数。最终设计出控制精度较
9、高、稳定性较好的切割器高度自动控制系统。预期目标六、预期目标和主要创新点六、预期目标和主要创新点 针对棉花机械打顶精度控制难的问题，在单行独立仿形棉花打顶机的基础上，采用红外非接触式测距技术对棉株高度进行测量，避免了接触式测量对棉株造成的机械损伤，保证了测量的精度和检测的速度。主要创新点预期目标和主要创新点（续）预期目标和主要创新点（续）o 1.1.采用红外传感器作为自动测高装置，棉株高度的标采用红外传感器作为自动测高装置，棉株高度的标定、测高精度的影响因素及系统参数的优化，需要反定、测高精度的影响因素及系统参数的优化，需要反复实验研究才能准确获得。复实验研究才能准确获得。o 2.2.电液自动
10、控制系统数学模型的建立是一个比较困难电液自动控制系统数学模型的建立是一个比较困难和复杂的问题。和复杂的问题。七、存在问题及解决途径七、存在问题及解决途径存在问题存在问题解决途径解决途径o 1.1.采用科学的实验方法进行数据采集和数据处采用科学的实验方法进行数据采集和数据处理。理。o 2.2.深入学习相关专业知识和数学知识，并向资深入学习相关专业知识和数学知识，并向资深专业老师和教授请教。深专业老师和教授请教。存在问题及解决途径（续）存在问题及解决途径（续）八、研究进度及时间安排八、研究进度及时间安排2009.072009.072009.09 2009.09 查阅相关资料、书籍查阅相关资料、书籍
11、2009.102009.102009.11 2009.11 确定研究方案，对研究过程作总体安排确定研究方案，对研究过程作总体安排 2009.092009.092009.10 2009.10 整理资料，撰写文献综述整理资料，撰写文献综述 2011.042011.042011.06 2011.06 整理所有的资料，准备论文答辩整理所有的资料，准备论文答辩 2011.032011.032011.04 2011.04 请专家及导师评阅论文请专家及导师评阅论文 2010.102010.102010.03 2010.03 综合研究资料和实验结果，撰写学位论文综合研究资料和实验结果，撰写学位论文2009.112009.112010.10 2010.10 试验数据分析及建立数学模型试验数据分析及建立数学模型 敬敬 请请 各各 位位 专专 家家 批批 评评 指指 正正
