農業機械土槽測控系統的設計研究

發布時間：2023-04-24 11:13

插圖索引 1

表索引 3

第一章前言 4

1.1課題研究的背景及意義 4

1.2國內外農業機械土槽試驗測控系統發展概況 6

1.3課題的提出及意義 8

1.4研究內容 ; 9

第二章農業機械土槽試驗測控系統 13

2.1土槽系統及測控機構的組成 13

2.1.1土槽 14

2.1.2土槽臺車 14

2.1.3牽引機構 16

2.1.4驅動行走機構 18

2.1.5平衡機構 19

2.1.6測試移行機構 20

2.2數據采集及計算機 20

2.2.1宇光智能儀表簡介 21

2.2.2組態軟件 MCGS 5.1概述 25

第三章農業機械土槽測控系統設計 28

3.1土槽臺車的電氣控制 29

3.1.1控制系統 29

3.1.2控制系統電原理分析 29

3.1.3變頻調速裝置 31

3.2傳感器的選擇與測試方案 34

3.2.1傳感器的選擇及設計 34

3.2.2測試方案及傳感器的設計 37

3.3測試系統靜特性分析 42

3.3.1傳感器的標定 43

3.3.2靜態特性的分析 43

第四章土槽測控軟件的組態設計及仿真 48

4.1組態軟件概述 48

4.2土槽測控系統軟件的開發 49

4.2.1軟件功能 49

4.2.2實時數據采集、處理 50

4.2.3歷里數據和歷史曲線的顯示和輸出 58

4.2.4動畫的連接 59

第五章結論 62

5.1在本課題中本人所做的工作 62

5.2建議 62

參考文獻 64

致謝 69

攻讀研究生期間發表的論文 70

插圖索引

1.圖2-1測試系統結構圖 13

2.圖2-2試驗系統工作原理圖 15

3.圖2-3牽引機構簡圖 17

4.圖2-4平衡機構原理圖 19

5.圖2-5驅動移行機構原理圖 20

6.圖2-6 MCGS軟件系統結構圖 26

7.圖2-7 MCGS軟件組態環境結構圖 26

8.圖3-1電氣控制主接線圖 30

9.圖3-2電氣控制控制接線圖 30

10.圖3-3變頻器接線圖 33

11.圖3-4應變片連接線路 36

12.圖3-5犁體受力圖 38

13.圖3-6三分力傳感器結構 38

14.圖3-7三分力傳感器布片和組橋 39

15.圖3-8 Rx截面應力分析 41

16.圖3-9凡截面應力分析 42

17.圖4-1設備管理窗口 51

18.圖4-2設備屬性窗口 53

19.圖4-3數據前處理窗口 54

20.圖4-4數據庫窗口 56

21.圖4-5實時數拯曲線 57

22.圖4-6實時數拯窗口 57

23.圖4-7歷史數據曲線窗口 58

24.圖4-8歷史數拯窗口 59

25.圖4-9農業機械土槽測試系統數據采集界面

表索引

1.表2-1 Cmd的含義 22

2.表3-1傳感器設計參數 28

3.表3-2力的標定原始數據 44

4.表3-3回程誤差分析數據 45

5.表3-4重復性誤差分析數拯 47

6.表3-5結論數拯 47

7.表4-1數據變量名稱 60

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第—卑刖 5

1.1課題研究的背景及意義

先進的農業機械科學技術是農業機械事業發展的關鍵，而采用科學的試驗方法和先進的測試手段，則是實現農業機械科學技術現代化，加快農業機械研制過程，發展農業機械化事業的重要措施。

大多數農業機械是在田間作業，主要作業對象是土壤和作物，其物理 -機械性質變化很大；同時我國地域遼闊，自然條件復雜多變，土壤、作物種類繁多，耕作制度各異。所有這些都給農業機械理論研究帶來較大的困難，因此在農業機械科學研究中，選擇合適的試驗方法對農業機械性能進行測試具有特別重要的意義［嘰

農業機械性能測試的基本目的是：為農機理論研究和產品設計提供科學依據以及評定農業機械產品（整機或部件）的制造質量（是否符合設計技術要求）、工作質量（能否滿足農業技術要求）、經濟效益（確定農機生產效率、功率消耗）、結構強度以及使用耐久性等【2］。

鑒于農業機械工作的特殊性，傳統的農業機械性能測試系統的特點⑶ 是：

（1）農業機械試驗設備應盡可能滿足防塵、抗震、輕便、省電、性能穩定可靠、使用操作方便、不使用工業電等項要求。

（2）由于農業機械的運用必須配合農時，受季節性的影響很大，許多農機性能測試每年的試驗時間往往只有幾天或者十幾天，在這樣短促的時間內要得到大量的、充分的、可靠的試驗數拯，必須有很髙的試驗工作效率。

（3）由于農業機械的主要作業對象是土壤和作物，他們之間有著密切的關系，因此必須注重土壤和作物的物理-機械性質的研究。

上述試驗特點是針對傳統的田間農業機械性能測試試驗而言的，但由于時間、地點、對象及效率的影響限制了農業機械性能測試試驗的研究，因此在現代的農業機械性能測試試驗研究領域中，農業機械土槽試驗系統是一種非常重要的試驗設備。

農業機械土槽試驗系統是將田間的農機性能測試轉移到室內，在室內挖掘土槽，根據所研究的農業機械性能的要求填入不同的土壤，絕大部分為旱地類土壤（沙土、壤土或黏土），也可以根據需要將其改造為水田土壤。根據土壤和測試臺車的固定形式，國內外現在應用的室內土槽可以分成兩類。一類是土槽固定不動，測試臺車（一般包括試驗裝置、測試系統和控制系統）在土槽上運動；另一類是測試臺車固定不動，土槽與測試臺車相對運動，在這兩類室內土槽中，土槽既可以是圓形的，也可以是直形的。由于在第一類室內土槽中土槽固定不動，所需要克服加速力的動力和空間均較小，測試臺車的速度變化范圍大，因而應用較廣。而在圓形土槽中，由于被測試的農機具可以連續運轉，在研究試驗機具的壽命和磨損等方面應用較多，但不能精確計算和測定外側效應，因此在拖拉機行走機構和其它越野車輛的研究中應用較少，特別是在模型試驗和基礎理論研究中更少采用。第二類土槽由于臺車和試驗裝置固定，可使測試系統和試驗裝置簡化，但是由于可動式直線形土槽，需要較大的空間，槽體和槽內土壤質量較大，加速和減速不容易控制和調節，試驗速度受到一定的限制，并且耗用的功率比較大⑷。綜合山西田間作業各方面因素，在山西農業大學土槽設計中，采用了第一類土槽。

室內土槽與田間試驗相比，土槽試驗有如下特點I習：

（1）試驗隨時進行，不會因為天氣或作物栽培情況等而被迫中斷；

（2）可以根據土壤類型與狀態的差異，選擇理想的測試方法；

（3）試驗時含水量易控制，不會因為含水量的輕微變化造成土壤強度特性的顯著變化；

（4）獲得的測試數據有可比性，不受含水量、載荷歷史、耕作歷史、耕

作時間等影響；

（5）試驗土壤斜度、不平度等因素可以得到控制；

（6）進行試驗時，測試設備安裝調試比較容易，此外，可以重復進行試驗，土壤恢復處理容易。

土槽試驗彌補了田間試驗的不足，為縮短農業機械設備的研制和投產，加快試驗和定型，促進農機新產品的開發和推廣具有重要意義。為了促進山西農機化技術的發展，加快山西農機具設計研究的進程，山西農業大學工程技術學院向山西省教育廳申請重點學科建設項目農業機械土槽試驗系統，設計建設一條具有山西田間作業特色的土槽，而農業機械土槽試驗測控系統的設計就是其中一個重要的組成部分。

1.2國內外農業機械土槽試驗測控系統發展概況

國外對農業機械土槽試驗系統應用研究比較早。自20世紀30年代以來，許多國家的研究中心、公司、學校相繼建立了不同的土槽試驗裝置。例如，在美國農業部國家土壤實驗室有11個室外土槽，可以進行車輪、履帶、車輛和耕作機具的試驗。他們用專門的機器為各種研究制備所需要的土壤。用可以移動的特制的噴霧器加水控制土壤的含水量。可以測量諸如拉壓力、速度、打滑率、轉角、耕寬、耕深以及行進距離等一系列工作參數問。日本關東東山農業實驗場的室外土槽及東京大學農學部的室內土槽可以根據需要做各種農業機械部件的試驗，包括測量和處理土壤的機械以及作業軌道⑺。前蘇聯全蘇農業機械制造科學院的土壤耕作機械實驗室的土槽，可用以研究各種工作部件的工作性能以獲得土壤耕作機械機械設計的必要資料〔忙

20世紀70年代，土槽及其試驗設備的設計和研究，逐步沿著多功能、精確化和自動化的方向迅速發展，同時也促進了新型農業機械的開發研制以及地面機器系統科學向深層發展。1979年，英國的R.J.GODWIN等人針對以前大型土槽的試驗成本高，而小型自動化土槽難以滿足多項試驗功能的要求，研制了一套簡單、適用、尺寸可調的土槽試驗系統。該土槽長 5.0-13.0米可調，寬0.8-2.0米可調，動力源為30kW拖拉機，動力傳輸裝置為電控氣泵，臺車的前進速度為0-2.5米/秒，但該系統自動化程度較低，為了降低成本而采用人工方法制備和處理土壤，沒有專門的土壤處理設備，降低了工作效率［刃。

不久英國SILSOE學院研制了一套新型自動化土槽設備，除了加大土槽尺寸(20xl.7xl.0n?)外，在土壤處理設備、自動化控制以及動力裝置等方面都采用了更加先進的手段。其動力源為75kW柴油機，動力傳輸裝置為可調速液壓系統，液壓動力源為60kW電動機，最大前進速度為5.0 米/秒，并增加了土壤處理設備抓斗、刮板、滾筒等1訓。同時，實驗室布局、測控系統設計及實驗安全性、舒適性方面也提出了新觀點。將土槽試驗規模、試驗方法推上了新的高度。

此外，巴基斯坦Tandjam農業大學，美國伊利諾伊州大學，Deere公司，亞洲技術學院的農業和食品工程部，尼日利亞大學等國外院校和科研單位也建立了自動化水平比較高的農機土槽〔⑴。

在國內，土槽試驗系統是隨著我國農業機械化以及地面車輛系統的發展而建立起來的，早在20世紀50年代，洛陽拖拉機研究所建立了第一條土槽，由于當時的科技手段比較落后，用指針式彈簧稱及液壓式傳感器測力，用時鐘及秒表測速度，用機械轉速表與秒表配合測轉速，隨著電子工業的發展，應變片式傳感器、光電與電磁傳感器以及五輪儀等測試儀器的使用大大提高了測試精度和效率【切。進入20世紀70年代后，南京農機化所、中國農機院、武漢工業大學、華南農業大學等單位先后研制了土槽設施，這些土槽試驗系統的建立為我國的農機事業的發展作出了貢獻，但用今天的標準來看，這些土槽設備的測試與控制技術已經落后，無法適應高速的農機、電子技術及計算機技術的發展要求R］。所以建設一條具有先進測控手段的土槽試驗系統是非常必要的。山西省直到現在還沒有一條能滿足本地區農機具研發要求的農業機械土槽試驗系統，為了填補這項空白，同時為了促進山西農機化發展進程，山西農業大學工程技術學院申請山西省教育廳重點學科建設項目，建設山西省第一條適合本地區農機化發展要求的農機土槽試驗系統。

1.3課題的提出及意義

隨著農業機械研究和推廣力度的加大，廣大農民迫切要求有輕巧、靈活、物美價廉的田間作業機械，但由于試驗手段等種種原因，農業機械創新和開發還不夠。為了解決田間機械及其行走機構在田間試驗中條件差、難度大等現實問題，全面提高農業機械的作業性能測試水平，更加科學地評價農業機械的性能，改善試驗手段，進行理論分析和研究，跟蹤學科前沿，加速新產品的開發，研制先進的農業機械土槽試驗系統具有良好的理論意義和實用價值，而設計作為其核心的測控系統則尤為重要〔⑷。

我國在20世紀50年代開始在農業機械土槽試驗測控系統中采用電測法，并且開始采用電測法跟蹤拖拉機和其它農業機械在田間測試，儀器基本是電子管式的〔⑴。

70年代中期以后，由于電子技術的迅猛發展，特別是大規模集成電路的應用，電子技術、磁記錄技術、無線電遙控技術、顯示技術以及快速試驗技術等，也逐漸在農業機械試驗中獲得廣泛應用，同時，國外的農業機械測試技術也朝著兩個方向發展，一是儀器設備方面，向小型化、數字化、系列化以及非接觸式方向發展；二是在測試技術方面，以自車法和遙測法代替跟蹤法［⑹。近年來，由于信號分析、處理技術的迅猛發展，特別是計算機技術在信號采集處理中的廣泛應用，現已將信號的后續處理部分引入到測試系統，成為測試系統的有機組成部分。

隨著微電子技術的發展，我國80年代初岀現了耕作的田間多信號測試系統，可以同時測定耕深、耕寬、角度、牽引力、油耗、速度、打滑率等參數，而測試技術在內燃機的功率、油耗等性能測試中發展更快，70年代就出現了微處理器控制的成套測試設備。近年來還出現了利用單片機實現對機具部件參數的測定【⑺。

但上述測試系統從衩器的角度來看，均為微處理器和計算機控制的專用儀器，所用儀表都有獨立的機箱和操作面板，面板上裝有操作按鈕和圖形窗口，對信號的處理通過硬件來完成，功能單一，操作復雜，測試效果較差，數據處理能力也比較弱，再開發空間小，而成本又比較高。

80年代后期，PC機市場迅速發展，PC機的廣泛應用促進了測試技術的發展，利用計算機的軟硬件資源，突破了傳統測試系統在數據信號處理、顯示、傳輸、存儲、打印等方面的限制，同時可以根據不同試驗的要求進行進一步開發，因此基于計算機技術的測試系統正朝著高速、高效、智能化、多功能化、多樣化發展冋叭

1.4研究內容

農機性能測試所需要測試的參數很多，由于農機作業對象(土壤、作物、種子、水分等)和工作條件的多樣性、復雜性(平原、丘陵、山地、水田等)，使得試驗測量參數極為廣泛。由于犁耕機組測試需要的功率大，力學特性典型，所以這里以犁耕機組為代表闡述耕作機具測試系統涉及到的測試參數。一般犁耕機組的性能包括動力性能、經濟性能、作業性能。經濟性能主要包括耗油量和生產率，動力性能的主要指標是牽引功率，而牽引功率由牽引阻力、牽引速度決定，此外還有行走機構的滑轉率。這些都是通過傳感器將非電量信號轉化為電量信號最后處理顯示出來的[20][2，]o

農業機械土槽試驗測控系統是土壤-機器系統力學研究中的一項重要試驗，測控系統是指以土槽臺車及其附屬部件為對象的測試和控制系統。可分為測試系統和控制系統兩部分，測試系統主要完成試驗過程中的各種農機性能參數的數據釆集及處理工作；控制系統則完成各種動作控制，如臺車的進/退、速度控制，測試懸架上下、左右移行控制等。測控系統設計的優劣直接影響農機性能參數測試數據的精確度。農業機械土槽試驗測控系統主要由室內土槽、試驗臺車、測試系統、和電氣控制四部分組成。

本論文研究的主要任務是配合山西農業大學工程技術學院的土槽試驗系統建設，設計研究一套性能完善的先進的農業機械土槽試驗測控系統，測控系統要求：

(1)盡可能用最少的人力、物力、財力、時間和試驗次數來完成試驗任務，達到試驗目的；

(2)盡量控制試驗因素和試驗條件，提高試驗的精確度，減少試驗誤差；

(3)試驗設計合理，通過試驗能夠達到預期的效果。

根據上述對測控系統的試驗要求，本課題完成了以下工作：

(1)借鑒相關研究單位同類型土槽研究成果，對農業機械土槽試驗測控系統總體結構進行分析設計，包括土槽、運行軌道、臺車總成、試

驗裝置、測試記錄系統、控制系統等。

（2）對試驗臺車牽引系統和行進驅動系統進行研究，設計制作功率儲備充足，工作可靠的牽引系統和行進驅動系統，使其便于實現自動控制，并要求保護功能齊全；

（3）根據被測試農機具運動的要求，實現土槽牽引機構電機的工作、行走機構控制電機的調速、起/停的自動控制；

（4）拋棄傳統的磁帶記錄儀、動態應變儀等記錄媒介，利用計算機技術, 采用MCGS軟件實現數據采集、存儲、打印等功能；

（5）根據試驗對象的要求，制定合理的研究方案，設計三分力傳感器并對傳感器的非線性誤差、回程誤差和重復性誤差進行標定分析，完成土槽各項參數的采集。

本論文研究的特點是：

（1）突出新技術新器件在農業機械土槽測控系統中的使用。一方面是將變頻調速技術應用到大功率牽引系統中，方便了速度的控制；另一方面，是將工業控制智能調節儀表和組態軟件MCGS應用到農機性能參數的測試中。

（2）注重新理論新方法在農業機械土槽測控系統中的應用。如采用土壤動力學模型對牽引系統和行走驅動系統功率設計，以及三分力傳感器的設計及標定等。

（3）注重理論聯系實際。本研究屬于實用性很強的應用研究，研究的結論或結果要迅速投入實際建造或制作并得到驗證。因此，研究方案的設計一方面要考慮其理論的可行性，工作原理的先進性，另一方面還要考慮其實際應用的可行性，購買及制造成本的可行性。

本論文研究的意義在于：

（1）研究并設計一條有較高水平的農業機械土槽測控系統，為農業機械

性能參數的測試與農機具的設計與研究提供了良好的試驗條件。

(2)通過對農業機械土槽測控系統的設計，為類似的機電一體化系統的設計提供了理論和方法指導。

(3)本研究設計的數據采集系統為開放式系統，其參數的采集可以根據實際試驗的需要進行深入研究和進一步擴展。

第二章農業機械土槽試驗測控系統

農業機械土槽測控系統是指以土槽臺車及其附屬部件為對象的測試與控制系統。測試系統完成農業機械性能測試試驗過程中各種待測參數的獲取、數據采集、記錄、處理分析及打印過程；控制系統則完成各種動作控制，包括臺車進/退及速度控制，測試懸架升降或左右移動控制，各種驅動電機（變頻器）控制以及各種土壤恢復處理設備的控制。

現在討論農業機械土槽試驗測控系統的總體設計及測試系統方案。本課題采用繼電-接觸器控制技術完成對牽引、行進、移行、平衡機構的控制。測試系統則釆用分布式測試方法，以計算機為主體，計算機與現場智能調節儀進行通訊，系統的結構如圖2-1所示。其中，三分力傳感器使用應變片自行設計完成，通過宇光AI808P智能調節儀表完成現場的數搦采集。臺車的速度和調速均依靠變頻器的頻率調節及顯示來完成測試和控制。變頻器和智能儀表經RS232/485轉換器將數據傳到計算機實現實時采集和歷史記錄及打印輸出。

圖2-1測試系統結構圖

Fig.2-1 system frame of testing

2.1土槽系統及測控機構的組成

隨著工業網絡以及智能型分布式I/O產品的快速發展，為數據采集和控制的實現提供了可能，把智能調節儀表分散到現場，使之接近試驗設備，大大節省了電纜布線，方便了檢修，提高了運行可靠性。我們采用宇光智能調節儀表、變頻器與RS-232/RS-485工業網絡實現通訊，并用MCGS作為組態軟件對數拯釆集系統進行組態。控制系統則通過繼電-接觸器控制來完成對牽引、行進、移行、平衡等機構的控制。

2.1.1土槽

本論文根據山西田間作業的要求，研究設計的農業機械土槽試驗測控系統采用直線性土槽結構，參照國內現有土槽的設計，土槽固定，測試臺車在軌道上運動，該土槽長30米，寬2.0米，深1.0米，內填黃土，模擬北方旱地作業進行試驗。

2.1.2土槽臺車

土槽臺車為非動力臺車，有專門的牽引系統使其前進或后退，土槽臺車結構考慮到作為農業機械的驅動行走裝置是懸掛測試設備的平臺，具有以下功能：

(1)有充足的農機具安裝位置及相關裝置，并能盡可能多的實現與被試農機具的懸掛與安裝，能提供必要的測試條件；

(2)有比較完善的測試系統，包括各種傳感器及數據采集記錄系統;

(3)能為各種被測試農機具提供充足的動力；

(4)具備一些其它的輔助功能，如土壤恢復設備等。

本課題的土槽臺車是針對山西農業大學工程技術學院土槽試驗系統設計的，主要部分包括交流電機、傳動裝置、行走裝置和液壓懸掛裝置等, 臺車懸掛架具有橫向移動和上下移動的功能，軌道選用輕型鋼軌，安放在土槽上，臺車用于測試作業機械在不同工況下的牽引力、滾動阻力、滑轉率、牽引效率、下陷深度即向下的位移等性能參數，臺車采用整體框架式結構，相互間用滾輪接觸，垂直方向有上下移動的內、外框架；為克服試驗過程中可能產生側壓力的影響，在測試臺車外框架中安裝四個側壓滾輪；臺車與牽引裝置之間用鋼絲繩連接，為保證臺車直線行駛，鋼絲繩放松時不致造成偏牽引，在鋼絲繩與牽引裝置的卷筒間安裝一個定滑輪。

內框架安裝有各種試驗裝置，整個內框架自成一體，可沿外框架滾輪支撐上下移動，臺車的寬度與臺車的高度根據內框架安裝測試裝置的位置確定，其整體結構如圖2-2。

1•限深裝置2.傳感器3.軌道4.外框

5.內框架6.調速電機7.鋼絲繩&牽引機構

圖2-2試驗系統工作原理圖

Fig.2-2 system theory diagram of experiment

試驗裝置包括臺車牽引裝置、臺車驅動裝置、載荷平衡及內框架移動機構、測試對象移行機構等與臺車協調動作，整個試驗裝置由兩臺變頻調速電機牽引或驅動，兩臺微型電機帶動移行機構，一臺帶動平衡機構。變頻調速電機由轉差離合器、三相異步電動機、變頻器等組成，通過變頻器控制實現無級變速。

2.1.3牽引機構

臺車的牽引機構動力設計是土槽測試系統設計的關鍵。如果動力不足就會出現牽引機構打滑的現象，而且難以驅動土壤處理設備工作。所以在對臺車的牽引系統進行設計過程中，綜合了犁耕過程中的能耗分析，即犁面與土壤摩擦、克服土壤與犁曲面粘結、土壤升高功率、土壤加速功耗、切土功耗、土壤扭轉變形功耗、破碎土壤功耗、犁體與溝底摩擦功耗等一系列數據，同時，參考了 2.0米寬耕幅最多掛犁數量，以及國內外參考文獻與經驗值，設計了臺車的牽引機構l22][23]o將其布置在土槽的一端，由六級三相異步電動機（Y2-180L-6, 15kW, 970rpm）卩勺帶動，中間通過減速器（圓柱齒輪JZQ75,傳動比1=48.57）凹減速后，繞有鋼絲繩的卷筒拖動臺車前進。測試臺車的速度一般控制在0.213~2m/s之間。由于變頻調速電機在限定的轉速內進行無級變速，可以測定不同牽引速度下的行走機構的性能，結構如圖2-3。

根據上述設計參數可對牽引系統進行進行校核計算〔鉤，在電機額定功率及工頻條件（額定轉速）下，滾筒轉矩N為：

= 9545^X1X77,.

«（）

=9545 x — x 48.57x0.89 （2——1）

970

=6380.5

式中無——電機額定功率（15kW）

n„——電機額定轉速（970rpm）

i——戒速器減速比（48.57）

——機械系統傳動效率（0.89）

圖厶3牽引機構簡圖

Fig.2-3 simple diagram of draught framework

則此時鋼絲繩牽引力〔27冗為

F 2N 爲方

=空空Sx0.95 0.65

=18650.7

式中N——滾筒轉矩（Nm）

D——滾筒直徑（m）

f] ——傳動效率（0.95）

即電機可以提供18.6kN的牽引力，完全滿足臺車牽引（5kN牽引力設計）要求，并留有足夠余量。變頻器有兩種變頻方式，即基頻以下用恒轉矩方式調速，基頻以上用恒功率調速工作，基頻為工頻（50Hz）,這樣, 低于工頻仍然可以提供l&6kN的牽引力，高于工頻時，由于是恒功率工作，最大牽引力會有所下降。實際上，系統正常使用一般均將頻率設置低于工頻即滿足速度要求，因此，不存在牽引力不足的問題。

2.1.4驅動行走機構

驅動行走機構主要是旋轉耕作部件的驅動機構，旋耕機具功耗的計算公式為剛。

N = Np+Nl+Nd+Nr±ND (2——3)

式中：

N——旋耕機具總功耗

Np一旋切功耗

N,一土功耗

Nd——傳動功耗

Nr 一旋耕部件前進滾阻功耗

Nd——旋耕部件驅動或拽阻功耗

根據計算結果和經驗值〔29】選定六極三相異步電動機(Y2-160M-6, 7.5kW, 970rpm) [30]> 擺線針輪減速器(BW22-17-7.5,傳動比 17) [31]> 大小鏈輪(齒數15、25)、HN-500扭矩傳感器、行走輪或旋轉工作部件等組成，為測定不同轉速條件下的行走性能，對電動機在轉速限制范圍內進行無級變速，同時通過與牽引調速電機之間的速比配合即可達到目的，根拯驅動機構所確定的驅動輪前進速度和試驗中滑轉率測試要求，兼顧實際中自推進懸耕機的前進速度不能超過一般人的步行速度，測試時行走輪或

其它旋轉部件的速度一般控制在2.22m/s以下。

2.1.5平衡機構

平衡機構包括內框架、滑輪、鋼絲繩、卷筒組件、耕整機地輪箱（傳動比為19.75）、皮帶輪（傳動比2）、擺線針輪減速器（BW15-11-2.2,傳動比11）、傍磁式制動電動機（AZ3-7114P, 400W, 1400rpm）等図，設計平衡機構主要由于要對土壤中各種不同的沉陷下進行試驗，行走輪或旋轉部件相對于臺車的位置也將改變，而在試驗過程中各傳動付的幾何關系不能改變，即各傳動軸的中心距不變，通過采用了內框架的上下移動，對上下位移可調，同時，這樣還使驅動機構保持水平，隨行走機構下陷而運動，另外，平衡機構還要能對旋轉部件測試時施加或減少負荷，以測試不同工作狀況下的行走性能，平衡機構與位移傳感器配合可以測量行走機構的下陷位移，結構如圖2-4。

圖2-4平衡機構原理圖

Fig.厶4 theory diagram of balance framework

2.1.6測試移行機構

在進行試驗時，為減少土槽土壤處理時間，將測試部件移到土壤沒有破壞的一側，以充分利用土槽有效寬度，同時實現不同機具在同一土壤條件下的對比試驗，在內框架下方設計了能使工作部件和行走機構橫向移動的移行機構，結構如圖2-5所示，機構采用電機通過微型擺線針輪減速器帶動絲桿、絲母，絲母上焊接有滑塊，滑塊在滑槽中移動，以此帶動聯在絲母下方的活動支座，活動支座上裝有測試的行走部件。

圖2-5驅動移行機構原理圖

Fig.2-5 theory diagram of drive shift framework

2.2數據采集及計算機

計算機放在土槽測控實驗室，操作系統為Windows2000, CPU為P4 系列1GHz,內存為256M,硬盤80Go

傳感器與智能調節儀表安裝在牽引臺車上進行實時釆集，輸出信號經 RS-485/422通過屏蔽電纜送到控制室的計算機，最大傳輸率為9600b/s, 采集結果可以在計算機上實時顯示，并完成存儲、分析、打印等工作。

2.2.1宇光智能調節儀表簡介

該儀表是上海萬迅儀表公司研制的智能宇光調節儀【呵，其主要特點是：

（1）可以與不同功能檔次的儀表操作相互兼容；

（2）通用的85-264VAC輸入范圍開關電源或24VDC電源供電；

（3）輸入采用數字校正系統，測量精確穩定；

（4）采用AI調節算法，無超調，具備自整定（AT）功能；

宇光智能調節儀表是利用RS23C/RS485轉換器和上位機進行通訊的人工智能工業調節器，用于MCGS操作和通過串行口讀寫儀表的數據。

1.屬性設置

要使MCGS能正確操作宇光智能調節儀表，首先設置本構件的屬性：

（1）設置儀表的地址，必須和儀表Addr參數設置一致。

（2）設置儀表的輸入范圍。

（3）設置儀表的SV值方式，不設置SV值表示只讀SV值，自動設置SV 值表示寫SVo

（4）設置儀表的0P值方式，不設置0P值表示只讀0P值，自動設置0P 值表示寫0P。

（5）設置數據的小數點位置，必須和宇光智能調節儀表的小數點位置參數一致，因宇光智能調節儀表在通訊過程中傳遞的數據不帶小數點，上位機通過此參數設置值來確定數據的大小。

（注意：該設備構件屬于子設備構件，必須掛在串行父設備下才能有效工作，必須使父設備的波特率和本模塊波特率一致。該設備構件在實際運行前，必須保證串行口能有效工作。根據實際應用的需要，設置數據處理內容，把采集來的數據轉換成需要的工程量。）

2.設備命令

宇光智能調節儀表可通過設備命令實現其全部通訊功能，其命令格式如下：

Read（Cmd,PV,SV,OP,dat）：讀取儀表的 PV 值，SV 值，0P 值，Dat 值。

Write（Cmd,Dat）：寫儀表的Dat值命令。以下各參數在對傳感器進行標定后就可以根據標定結果進行修正。

表2-1 Cmd的含義

Table2meaning of Cmd

參數代號參數名含義

00H SV/SteP 給定值/程序段

01H HIAL 上限報警

02H LoAL 下限報警

03H dHAL 正偏差報警

04H dLAL 負偏差報警

05H dF 回差

06H CtrL 控制方式

07H M50 保持參數

08H P 速率參數

09H t 滯后參數

OAH Ctl 控制周期

OBH Sn 輸入規格

OCH dIP 小數點位置

ODH dlL 下限顯示值

OEH dIH 上限顯示值

OFH CJC 冷端補償

10H Sc 傳感器修正

11H oPl 輸出方式

12H oPL 輸出下限

13H oPH 輸出上限

14H CF 系統功能選擇

15H Baud 波特率/程序運行控制字

16H Addr 通訊地址

17H dL 數字濾波

18H run 運行參數

19H Loc 參數封鎖

3.設備命令的實現方法

在MCGS中利用運行策略的設備操作構件實現⑴】，具體操作如下:

(1)在運行策略中新建一個用戶策略。

(2)在策略工具箱中選取設備操作構件。

(3)在設備操作構件的屬性頁選取執行指定設備命令，在其后的輸入框中輸入設備命令，即在腳本程序中執行如下函數實現

!SetDevice(DevName,DevOp,CmdStr)：

函數意義：按照設備名字對設備進行操作。

4.設備調試

設備調試在“設備調試”屬性頁中進行，以檢查和測試模塊是否正常工作，在進行調試前，要先接好模塊電源和串行通訊線，把模塊地址、波特率和各種參數設置正確，Addr參數必須和模塊地址一致，串口號、波特率、數據位位數、停止位位數、校驗方式必須和父設備的設置一致，打開主機即可調試。

對通訊狀態通道調試時，通道值一列顯示設備通訊狀態，0表示通訊成功，1表示通訊失敗。對模擬量輸入通道調試時，通道值一列顯示模擬量輸入通道的實際測量值。對模擬量輸出通道調試時，通道值一列輸入要輸出的值。

5.抗干擾問題

由于外界雜散電磁場的干擾，引起被測機件構雜亂的振動而產生的與測量無關的高頻噪聲的干擾，往往影響測量精度，給數據處理造成困難，嚴重時儀器無法進行測量。在測試過程中，由于信號電纜較長、屏蔽條件較差等原因，更容易出現干擾現象。為避免外界干擾，通常可采取下列措施【叫

(1)選用優質的屏蔽電纜，并盡可能縮短電纜的長度。

(2)電纜最好是雙芯或者四芯的，可對干擾電熱起補償作用，以抵消干擾的影響。

(3)電纜的屏蔽層就當單端(一點)接地，儀器的外殼、被測機件(必要時還有臺車的外殼)也應妥善接地。

2.2.2組態軟件MCGS 5.1概述

北京昆侖公司開發的 MCGS。® (Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平臺的，用于快速構造和生成上位機監控系統的組態軟件系統，可運行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000 等操作系統。MCGS提供了解決實際工程問題的開發平臺，能夠完成現場數據采集、實時和歷史數據處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業監控網絡等功能。

1.MCGS組態軟件的系統構成

MCGS 5.1軟件系統包括組態環境和運行環境兩個部分。組態環境相當于一套完整的工具軟件，可以設計和構造完整的應用系統。運行環境則按照組態環境中構造的組態工程，按照指定的方式運行，并進行各種處理，完成組態設計的目標和功能。兩部分互相獨立，又緊密相關，如圖2-9- MCGS組態軟件所建立的工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數據庫和運行策略五部分構成，每一部分分別進行組態操作，完成不同的工作，具有不同的特性。各部分功能如圖2-10所示。

運行環境

圖2-6 MCGS軟件系統結構圖

圖2-7 MCGS軟件組態環境結構圖

Fig.2-7 configuration circumstance of MCGS software

2.MCGS5.1組態軟件的功能和特點

(1)全中文、可視化、面向窗口的組態開發界面，32位程序，可運行于

Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000等多種操作系統。

(2)龐大的標準圖形庫、完備的繪圖工具以及豐富的多媒體支持。

(3)ActiveX動畫構件，包括存盤數據處理、條件曲線、計劃曲線、相對曲線、通用棒圖等，能夠更方便、更靈活地處理、顯示生產數據。

(4)支持多種硬件設備，同時可以方便地定制各種設備驅動；此外，組態環境調試功能與靈活的設備操作命令相結合，使硬件設備與軟件系統間的配合更加完善。

(5)簡單的類Basic腳本語言與豐富的MCGS策略構件，能夠開發出復雜的流程控制系統。

(6)數據處理功能，能夠對工業現場產生的數拯以各種方式進行統計處理，能夠在第一時間獲得有關現場情況的第一手數據。

(7)報警設置、報警類型、報警存貯與應答、實時打印報警報表以及靈活的報警處理函數；能夠方便、及時、準確地捕捉到任何報警信息。

(8)安全機制，允許用戶自由設定菜單、按鈕及退出系統的操作權限。

(9)網絡功能，能支持TCP/IP、Modem、485/422/232,以及各種無線網絡和無線電臺等多種網絡體系結構。

(10)可通過OPC、DDE、ODBC、ActiveX等機制，方便地擴展MCGS 5.1 組態軟件的功能，并與其他組態軟件、MIS系統或自行開發的軟件進行連接。

本課題采用MCGS組態軟件來完成數據采集和運行處理及存儲、打印等，連同其提供的硬件驅動程序，配合宇光智能調節儀及傳感器開發室內農業機械土槽測控系統。

第三章農業機械土槽測控系統設計

農業機械土槽測控系統能夠測試很多項農機性能參數，這里以犁耕機組為代表闡述耕作機具測試系統涉及到的測試參數。一般犁耕機組動力性能的主要指標是牽引功率，而牽引功率由牽引阻力、牽引速度決定。這些都是逋過傳感器將非電量信號轉化為電量信號最后處理顯示出來的，其它力學參數的測定與此方法相似。本課題根據農機性能參數測試的需要，設計了土壤工作部件的受力傳感器、電氣控制系統等，該傳感器設計簡單、適用，便于安裝和使用，控制設備簡便實用。

在本論文的研究中，測試系統主要是針對犁耕機組的力學參數和牽引速度進行測試。力學參數的測試根據參考文獻和經驗值卩7】確定如表3-1所示。在表3-1中，介紹了傳感器需要測量的三個方向的力的大小以及傳感器設計范圍。

表3-1傳感器設計參數

Table 3-1 design parameter of sensor

X方向 Y方向 Z方向

測量范圍 0~5OOkg 0~150kg 0~300kg

激勵電壓 24V 24V 24V

關于速度的測試，則通過變頻器的頻率顯示，獲得經驗值，來計算準確的前進速度，這樣既可以克服打滑率帶來的誤差，同時還可以節約測試費用。

臺車的控制則通過繼電-接觸器控制，實現對土槽臺車的起動/停止信號、臺車的調速信號、臺車的行進方向信號、懸耕刀的起動/停止信號以及懸耕刀的調速信號等的控制。

3.1土槽臺車的電氣控制

3.1.1控制系統

控制系統包括試驗裝置的控制與測試儀器的控制，整個試驗裝置由5 臺電機拖動，另外，在本研究中需要測量的參數有拉力、壓力、側力、下陷深度、和臺車的行進速度，采用拉壓力傳感器感受阻力的變化信號，這些信號的采集、記錄和實時處理等復雜過程以及電機的拖動都必須在控制系統下完成；試驗裝置的控制包括臺車的驅動和牽引，移行機構的控制，整套控制由電器控制柜來完成，控制柜設置在測控實驗室。控制信號包括: 土槽臺車的起動/停止信號、臺車的調速信號、臺車的行進方向信號、懸耕刀的起動/停止信號以及懸耕刀的調速信號等。

3.1.2控制系統電原理分析

為了完成控制要求，本課題設計了整個系統的電路，包括外電路、主電路、控制電路和信號電路等。外電路包括380V電源、閘刀開關、熔斷器和信號燈。主電路采用多電動機的控制方式，分別通過三相異步電動機的控制完成農業機械土槽試驗系統的牽引、驅動、平衡和移行，全部控制都由繼電-接觸器來實現；控制電路包括牽引機構的起動/停止、調速、正/ 反轉及位移控制，平衡機構電機起動/停止控制，驅動機構電機的起動/停止及調速控制，移行機構電機的起動/停止、正/反轉、位移等的控制，同時還要實現相關電路的信號顯示和保護的要求。

Fig.3-1 main connection diagram of electric control

Fig.3?2 control connection (hagram of electric control

圖3-1是控制系統的主接線圖，圖中Ml為平衡機構電機，M2為驅動行走機構電機，M3為牽引機構電機，M4為左右移行機構電機，M5為上下移行機構電機。平衡電機Ml只需要根據平衡要求自鎖起停就可以實現要求，所以選擇了接觸器KM1的自鎖機構；驅動行走機構主要工作是完成旋耕機正常旋轉的工作，根據測試要求需要調速控制，所以在三相電路中串聯變頻器實現變頻調速，該機構只需要考慮前進方向即可，因此只采用KM2自鎖機構；牽引機構電機M3采用了三個繼電器KM3、KM5、KM6 和一個時間繼電器KTO來實現星-三角(Y-?)延時起動控制電路，同時，該電機需要調速，因而串接了一個變頻器進行調速控制；移行機構電機 M4、M5要完成內框架的左右和上下移動，因此，采用了 KM7、KM8、 KM9、KM10實現電機的正反轉工作。為了保證運行安全，在牽引機構、移行機構兩端設計了行程開關Sta、STb、ST。、STd，當臺車機構、內框架運行到限制位置時可自動切斷M3、M4、M5電機的電源。信號燈設計根據不同需要由電路直接丈現或接觸器線圈控制，可以顯示電源是否正常供電及電機的起停、正反轉等運行情況。整個系統的控制線路接線圖如圖3-2 所示。

3.1.3變頻調速裝置

在農業機械土槽測控系統中，要完成對農機性能牽引功率的測試，需要不斷地調整牽引速度和懸耕機械的旋轉速度，因此我們采用變頻器驅動三相異步電動機，由變頻器控制電機的轉速。異步電動機轉速公式【悶： n=(l-s)nN

60/(1-s) (3——1)

式中：nN——電機同步轉速

s——轉差率

p 電機極對數

要調節異步電動機轉速，可以通過改變極對數、轉差率、頻率，所以，有三種調速方法即變極調速、變轉差率調速和變頻調速。變極調速一般通過改變極對數來實現，一般只有兩種速度；變轉差率調速要經過調壓調速和采用電磁離合器改變氣隙磁場等方法實現，效率低控制精度差，顯然都不能滿足試驗要求，因此選擇變頻調速。變頻調速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉速來實現對異步電動機調速，在調速過程中從高速到低速都可以保持有限的轉差率，•具有高效率、寬范圍和髙精度的調速性能，是一種較好的調速方法。

本設計選用了變頻的調速方法，變頻器選用三菱FR-A540系列， 15K-CH和7.5K-CH兩臺變頻器對電機進行調速(與牽引機構和行進驅動機構的三項異步電動機功率匹配)，同時通過MCGS軟件實時對轉速進行監視控制。

現在計算牽引臺車的速度，通常異步電動機在額定負載時的轉差率約為1.5-6%這里取2%,這里轉速公式為陰

n = (1- s)nN

60/(1-s)

P (3 2)

60x/x (1-0.02)

= 3

= 19.6/

不考慮滾筒和鋼絲繩打滑，則可求出鋼絲繩速度即臺車速度：

v = —X7T xZ) 60/

~0.0137/(w/5)

求得工頻時牽引臺車的速度約0.1m/s,當f取10-100HZ時，臺車速度可以在0.1~1.4/n/s范圍內無級變速，完全可以滿足大多數測試需要。

變頻器有兩種控制方式，即控制面板控制與控制端子控制(均可以控制頻率與電機方向及控制臺車行走速度和方向)，本設計為了便于MCGS 軟件實現監控，采用面板控制的方式，但沒有采用變頻器的控制方向的方式主要是考慮變頻器控制方向動作慢不容易實現。變頻器連接線路如圖 3-3所示。

圖3-3變頻器接線圖

Fig.3-3 connection diagram of frequency conversion

MCGS對變頻器監控，只需要將變頻器的485 口與總線連接，進入計算機串行口，在MCGS組態環境的設備加載中填加三菱變頻器，同時填加數據庫，然后在控制界面中對相關數據庫進行采集，就可以實時顯示變頻器的頻率，由于頻率和速度是線性關系，將公式帶入MCGS數據前處理中同時考慮經驗值，就可以在MCGS組態運行界面中將速度顯示出來，而且還可以忽略打滑率對速度的影響［①。

3.2傳感器的選擇與測試方案

根據課題研究的需要，目前本系統選擇具有典型特點的犁耕機組來研究，針對犁耕機組實現主要力學參數的數拯采集，分別是拉力、壓力、側力，其它農業機械性能參數的測定，只需要增加傳感器、接線和在MCGS 軟件中填加設置硬件驅動即可。

3.2.1三分力傳感器的選擇及設計

根據課題需要，選取單個犁體作為研究對象，由于犁體對土壤的作用力實際上是一個復合載荷，因此傳感器也相應地產生復合變形。傳統的農機測試是在傳感器（立管）上粘貼六組應變片，并采用恰當的布片和組橋方式，即可分辨出六種載荷引起的變形，從而測得六分力，即立管式六分力測量裝置。此測力裝置是用一個立向放置的圓管（傳感器）直接取代原犁柱，進行六分力測量。立管的上、下端分別與犁架和犁體剛性聯結，因而使犁體在空間的相對位置（六個自由度）受到完全的約束⑷】。六分力傳感器設計和測試難度大，適用范圍小，所以改造設計成三分力傳感器。

在六分力研究中三個分力和三個分力矩是相互獨立但又相互聯系的，六組應變片分別對應于被測的六個分量。因此，布片和接橋的基本原則應當是：每組應變片應僅僅反映與其對應的被測分量，而與其它分量無關（相關量除外）；各組應變片對其被測力應具有較高的靈敏度，并盡可能避免其他分量的影響（干擾）；各種變形與其對應的載荷之間應呈現線性關系 [42][43]o由于六分力實際是三個力獨立作用的結果，所以本文通過對六分力研究改造設計了一個三分力傳感器，該傳感器固定在土槽臺車上，可以測量各種對稱或不對稱的工作部件，各項要求指標如表3-1 o

要制造三分力傳感器首先需要選擇電阻應變片，電阻應變片是對機械量或物理量（力、位移、速度等）進行測量的重要元器件，又稱為電阻應變計。在進行三分力測量過程中，選擇合適的應變片，并設計合理的粘貼方案就是關鍵。

在對應變片選擇時，要全面考慮其材料I44】：

（1）電阻絲的靈敏度Ko值要盡量大，而且在較大的應變范圍內不變；

（2）有高的電阻率？，以便于選擇小面積的應變片；

（3）電阻溫度系數小，且穩定；

（4）電阻絲的橫截面要均勻，以保持單位長度內電阻值的一致性；

（5）拉伸的延伸率要大，耐疲勞耐腐蝕性能好；

（6）易于焊接，價格適中。

綜合各方面條件，在本課題中選擇了 PJ-5型銀常合金箔式應變片（靈敏度系數2.1-2.5 ,電阻率O.9~1.10?mm2/m ,電阻溫度系數 11040-6/°C~150-10-6/°C,溫度線膨脹系數 14.0x lOVC,線柵尺寸 3x5 mm?）,篠鋸合金箔式應變片電阻率高，電阻溫度系數大，比較適合進行動負荷測量【佝。應變片的粘貼考慮到應變片的工作條件、工作溫度、潮濕環境、化學腐蝕、穩定性等因素采用環氧樹脂膠。

通過應變片可以將應變等機械量轉化為電阻的變化，由于單應變片的變化是微弱的，應變片要根據不同的測試要求設計電橋電路，來進行溫度

補償并被測試儀器測量，根據課題要求設計了直流惠思登電橋如圖3-4所

當電橋的四臂Ri、R2、R3> &產生電阻變化dRi、dR2、AR3、4R4 時，輸出電壓為【呵：

U =（尺 + • g + 感）-g + 阿?（他 + 火）?u （3—4）

° （尺+A7?i +人2 +朋2）•（龜+朋3 +尺4 +朋4）

根據試驗需要，該電橋設計為等臂電橋（R]=R2=R3=R4），則上式可寫

為：

采用該電橋，當溫度變化時，因為電橋的四臂應變片電阻的參數和特性一樣并處于同一環境中，產生的電阻變化率相等，即各臂應變片互為溫度補償片，就可以實現溫度的補償。在測量前，電橋應處于初始平衡狀態, 即電橋沒有輸出，但由于接入電橋的每個應變片不可能絕對相同，各橋臂的連接導線及接觸電阻不可能完全相同，因而需要設置電阻平衡裝置即在電橋橋臂串聯小阻值電阻，通過調節小電阻，消除初始電阻的不平衡［的。

3.2.2測試方案及傳感器的設計

1.工作部件受力分析

犁耕機組等土壤工作部件，在土壤均勻的情況下作用于部件上的合力 7?應在縱向對稱平面內，'分別為水平分量Rx和垂直分量兄，如圖3-5所示, 但在實際測量中由于工作部件、土壤均勻性等因素的影響，工作部件往往還受側向力Ry,此力一般情況下很小，理想情況為0,可以用來檢測部件安裝正確與否。水平分量的值&可以表示為［伺：

Rx = kab (3 )

其中，k——土壤比阻(kN/cm?)

a 耕深(cm)

b 工作幅寬(cm)

影響土壤比阻的因素很多，如工作部件的形狀和尺寸、土壤的物理機械性質等，根據資料介紹Bl,當幅寬為220mm的雙翼通用鏟作用的耕深為50~120mm時，&值的變化范圍為3.14-6.17 (kN/cm2)之間。

圖3-5犁體受力圖

Fig.3-5 force diagram of plough

2.傳感器的結構形式

圖3-6三分力傳感器結構

Fig.3-6 framework of three componment of forces sensor

考慮到犁體的受力情況和在土槽臺車上的安裝位置傳感器采用了“丁” 字形［呵。雖然，土槽中土壤比較均勻，但土壤仍然不是均勻連續的介質，加上傳感器安裝時的偏差，致使水平分量弘和垂直分量凡的合力R的作用線可能不在工作部件的對稱平面內，而使傳感器的梁發生彎曲，梁的變形復雜給傳感器的布片和計算帶來麻煩，因此將傳感器的梁作成正方形的截面，傳感器的結構形式如圖3-6所示。

3.測力傳感器的工作原理

(1)傳感器的布片和組橋

作用于工作部件上合力7?的作用點是隨機變化的，為了消除作用點變化對測量凡、Ry、尺的影響，此三個力的測量采用測剪力的方案布片和組橋。151]

傳感器的布片和組橋如圖3-6所示。

圖3-7三分力傳感器布片和組橋

Fig.3-7 distributing and construct bridge of three componment of forces sensor

(2) Rx、Ry、凡的測力原理

此三個力的測量采用了測剪力的原理，其中，凡力的測量，其作用力在截面上產生的應力如圖3-7所示。（不考慮尺，的作用）【刃其中

6 71+£“+61 （3 7）

£2 = E *2 + *z2 + E a2 （3 8）

式中£円、—分別表示在凡1、凡2截面處由凡力作用而引起的應變，此時，沒有考慮鳥的作用，但是即使由于部件安裝不正確或土壤不均勻，而有鳥產生，因是Rvl、Rx2、凡3、& 4布置在傳感器立梁的中性層上，所以沒有輸出，不會對凡的測量產生影響。

£"、£辺分別表示在Rxl、Rx2截面處由Rx力作用而引起的應變，很明顯有£xi = £x2 ° 、

61、62分別表示在R“、Rx2截面處由于溫度變化而引起的應變，因傳感器在同一溫度下進行工作，所以巧訐巧2。

由剪力測量原理知道：

+61+£」-（"+5 + 巧 2）］（3 9）

EW（ \

~£x2）

式中：

E——材料彈性模量

W-一抗彎截面模量

S—Rxl、凡2之間的距離，其余與前面符號一致。

由上式可以看出，凡力的大小與（61-£’2）成正比，而圖中凡電橋輸出正好是“1、他2的阻值變化之差，從而克服了凡力及力作用點變化對測量凡力的影響，同時實現了溫度補償。

由于心的結構和受力與盡完全一樣，鳥的測量也與力的作用點無關, 分析省略。

凡的測量與截面的受力情況也與測量凡的情況相似，其截面受力如圖

3-8所示，這是不考慮Ry的情況，由于凡1、凡2、凡3、凡4布置在傳感器橫梁的中性層上，故鳥的作用不會影響凡的測量，凡的公式如下所示

p EW

R： = -勺)

=等[億 + £“ + 51 + 為 1)-億2 + j + 巧2 + % )] =器(£—)

其中嘉】、為2為Rx作用在橫梁上的力偶凡1、凡22處引起的變形，很

因此，凡的測量與力的作用點無關。

圖3-9凡截面應力分析

Fig.3-9 stress analysis of Rz section

3.3測試系統靜特性分析

測試系統的特性分析，就是分析測試系統及其輸入信號、輸出信號三者之間的關系，測試系統的靜態特性分析是指被測信號為靜態信號（或信號變化緩慢）時測試裝置的輸入與輸出關系【呵。傳感器是非電測系統的重要組成部分，系統的特性在某中程度上決定于傳感器的特性，因此傳感器的特性分析就非常重要，衡量測量系統的靜態特性的性能指標是線性度、靈敏度、分辨率、遲滯、重復性和量程下面我們分析傳感器的靜態特性。在本課題中采用宇光智能調節儀表AI808P來對傳感器獲得的結果進行采集，采集試驗原理圖如圖3-4所示，采集試驗前首先進行第一次機械標定, 通過對這一系列數據的測試結果分析計算，由于宇光智能調節儀表AI808P 具有自校正的功能，就可以對智能儀表進行校正使其更加精確地完成數據采集任務。當智能儀表獲得精確結果后，計算機就可以準確對整個測試過程進行監視和控制。

3.3.1傳感器的標定

應變片電測系統獲得的是一組模擬被測信號變化的隨機變化曲線，由于測力元件的彈性滯后、應力與應變呈非線性等偶然因素的影響，在準備試驗之前先進行傳感器的標定，只有這樣才能確認傳感器或測量系統的結果的準確性，同時根據標定結果進行智能調節儀表所測數據的修定⑴】。本系統屬于新建，對力的標定采用標準祛碼，即先進行機械標定，在進行機械標定時將傳感器裝設到標定裝置中并接于測量系統，進行加載、卸載。得到兩組數據為原始數據，見表3-2。

3.3.2靜態特性的分析

1.非線性誤差（線性度）分析

采用平均選點法進行計算分析，為了獲得”個測點的理想擬合直線，將”個測點分為”/2個測點的兩組，兩組測點分別有自己的點系中心，各測點分布在自己的點系中心周圍，所以比較起來，全部靠近測點的回歸直線就是通過兩個點系中心的直線［旳。前半部«/2個測點的點系中心為 2 n/2 _ n n/2

5 學, =450.8,乙=匚護 =451.1）后半部”/2個測點的點系中

9 “/2 n n/2

心為（宀=一 gp =2940 ）（場=一$乙=2948 ）通過兩個點系的中心 n r+i n，上+i

2 2

坐標為 5，K）（N，百），求出回歸直線的斜率為

m =邑…丄=1.003

P2 ~Px

回歸直線在Y軸上的截距為

b = Y2-mp2 = -1.094

將所求的的m, b代入回歸直線方程式

= b+ mpi

只要把不同的輸入量pl值代入此式，即可求的相對應的回歸值，并能計算出各測量點的誤差為=彳-乙，根拯表3-2求得最大線性偏差為

那么線性誤差為

AZ 19 41

6 _jb^x100% = 土丄上 xl00% = 0.4% (3——15)

Z 滄 4910

表3-2力的標定原始數據

Table 3-2 originality data of force demarcate

給定標準

值（N）儀器顯示數字（mV）平均值

（mV）回歸值（mV）最大偏差

（mV）

1 2 £ Yi = b + mpi M = Z -丫：

196 196 196 196 195.494 +0.506

294 293 293 293 293.788 -0.788

392 392 392 392 392.082 -0.082

588 588 588 588 588.670 -0.670

784 784 784 784 785.258 -1.238

980 980 980 980 981.846 -1.846

1960 1970 1970 1970 1964.786 +5.214

2940 2950 2950 2950 2947.726 +2.274

3920 3920 3920 3920 3930.666 -10.666

4900 4890 4890 4890 4913.606 -23.606

4900 4910 4910 4910 4913.606 -3.606

3920 3930 3930 3930 3930.666 -0.666

2940 2960 2960 2960 2947.726 +12.274

1960 1980 1980 1980 1964.786 +15.214

980 990 990 990 981.846 +8.154

784 785 785 785 785.258 -0.258

588 589 589 589 588.670 +0.330

392 393 393 393 392.082 +0.918

294 294 294 294 293.788 +0.212

196 197 197 197 195.494 +1.506

2.回程誤差分析

回程誤差即遲滯誤差，它表明傳感器正（負荷增加）、反（負荷減少）行程間輸入與輸出不重合的程度，這是傳感器不可避免的缺陷［旳。遲滯大小可以由表3-3的數據得到。

表3-3回程誤差分析數據

Table3-3 data of backhaul error analysis

標準負荷（N）二次加載平均二次減載平均兩者之差值誤差（％）

(Pcpl) (Pcp2) (A )

196 196 197 1 0.02

294 293 294 1 0.02

392 392 393 1 0.02

588 588 589 1 0.02

784 784 785 1 0.02

980 980 990 10 0.20

1960 1970 1980 10 0.20

2940 2950 2960 10 0.20

3920 3920 3930 10 0.20

4900 4890 4910 20 0.40

遲滯誤差等于厶=±Amax/pcpmax =±20/4910 = ±0.4% （3——16）

3.重復性誤差

重復性表示傳感器在輸入量按同一方向全量程連續多次變動時所得

特性曲線不一致的程度【岡，見表3-4。重復性誤差公式為

/ 如100% （3 17）

L R

QqUIX

式中△噺為二次加載負荷最大差△說x與二次減負荷最大差Xmx之

最大值，按照表測定的一組數據計算為

l7 = A^xi00% = 0o

表3-4重復性誤差分析數據

Table3-4 data of repeat error analysis

標準負荷（N）加負荷最大茅減負荷最大差重復性最大謀差

198 0 0 0

392 0 0 0

784 0 0 0

980 0 0 0

1960 0 0 0

2940 0 0 0

3920 0 0 0

4980 0 0 0

4.結論

經過一系列的機械標定工作后，就可以確定傳感器的精確度，如表3-5 結論數據所示，由于宇光智能儀表具有校正功能，根據標定結果，就能設置宇光智能儀表AI808P的參數，智能調節儀表就可以比較精確的采集到數據，即實現精確的三分力數據采集岡］。

表3-5結論數據

Table3-5 data of conclusion

謀差線性度（％）遲滯（％）垂復性（％）

平均值 0.092 0.13 0

最大 0.28 0.4 0

最小 0.01 0.02 0

第四章土槽測控軟件的組態設計及仿真

在傳統的農機性能測試試驗中實時數據和歷史記錄及打印均采用筆錄式記錄器、示波器、磁帶記錄器等，這些記錄手段操作復雜、效率低，并且精確度低，分析難度大，遠遠不能滿足現代農機性能測試的要求國】。隨著計算機技術的飛速發展，各種軟件技術迅速提高。在國內采用上位機測控的工程項目中控制系統主要有兩種設計途徑：一是開發人員用 VB、VC等可視化工具從低層開發；二是利用工控組態軟件進行二次開發，目前大多數企業開發的工程項目都采用這種方法來實現〔呦。

4.1組態軟件概述

國內外有許多£控組態軟件，國外有美國的'fix系列產品，澳大利亞的WIZCON,這些軟件開發比較早，運行穩定，功能強大，但價格比較高。國內有組態王、MCGS、世紀星、開物等，這些軟件開發比較晚，但吸取了其他組態軟件的優點，采用了最先進的設計理念，所以可以與國外的組態軟件相媲美，同時在價格上是國外軟件的1/3~1/8的。其中北京昆侖公司的MCGS就是重要的組態軟件之一，該軟件曾開發上海東方明珠電視塔消防控制系統、北京西客站燈光電源控制系統、北京中央電視臺消防供水系統等著名工程。

測試技術是農業機械性能研究中十分重要的手段，采用新的研究手段

具有靈敏度高、測量速度快、結果精確可靠、易于實現測試過程的自動化

和多點巡回測量等一系列優點網。在本課題中采用了教學版200點的

MCGS組態軟件對農機性能測試系統相關數據進行采集、記錄、處理、分

析，生成了精確的數據曲線，速度快，效率高，操作簡單，并有良好的管

理界面。

下面介紹由MCGS實現的農機性能測試系統測控部分的實時監控、數據采集和記錄分析，并對其進行組態仿真。

4.2土槽測控系統軟件的開發

在對農機性能參數測試過程中，系統需要對三分力傳感器、電動機速度等數據采集設備采集的三分力、速度等數據進行存盤，統計分析，并根據實際情況打印出數據報表。數據報表是根據實際需要以Excel格式按統計分析后的數據記錄顯示和打印出來，包括實時數據報表、歷史數據報表（班報表、日報表、月報表等）。數據報表在農機測試系統系統中是必不可少的一部分，是數據顯示、查詢、分析、統計、打印的最終體現，是整個測控系統的最終結果輸出；數據報表是對生產過程中系統監控對象的狀態的綜合記錄和規律總結。

該軟件以數據為中心，各智能調節儀表只與數據在內存中的特定存放格式——數組相鎖定，從而實現各智能儀表的相互配合工作，通過智能調節儀表對數據加工，完成對信息的獲取、轉換、傳遞、表達、存儲等工作。

4.2.1軟件功能

根據農機性能研究的需要，在農業機械土槽測控系統的系統軟件實現了如下功能：

1.實時采集現場數據（力、速度等），通過Excel格式顯示，并用曲線表

示農機性能參數的動態變化趨勢；

2.提供了數據存儲和回放功能，用戶可以將采集來的數據存放在計算機

中永久保存，以備需要時隨時調用。

3.軟件為文件存儲規定了特定的格式，只有符合格式的數據文件才可以

被系統加載，提高了系統的可靠性和安全性。

4.實現了與Excel的通訊，能夠導出數據到Excel,記憶分析，形成報表

或后臺打印。

4.2.2實時數據采集、處理

要實現對農機具及其部件性能的研究，首先實現實時數據采集和處理，該系統設備主要包括主機串行通訊接口和與土槽臺車現場智能調節儀表，通過二者聯系實現數據通訊、實時數據釆集、顯示和存儲。

1.設備窗口組態

MCGS通過設備驅動程序與外部設備進行數據交換。包括數據采集和發送設備指令。設備驅動程序是由VC程序設計語言編寫的DLL （動態連接庫）文件，設備驅動程序中包含符合各種設備通訊協議的處理程序，將設備運行狀態的特征數據采集進來或發送出去。MCGS負責在運行環境中調用相應的設備驅動程序，將數據傳送到工程中的各個部分，完成整個系統的通訊過程。每個驅動程序獨占一個線程，達到互不干擾的目的。

設備窗口負責建立系統與外部硬件設備的連接，使得MCGS能從外部設備讀取數據并控制外部設備的工作狀態，實現對工業過程的實時監控。在設備窗口內配置不同類型的設備構件，并根據外部設備的類型和特征，設置相關的屬性，將設備的操作方法，如硬件參數配置、數據轉換、設備調試等都封裝在構件之內，以對象的形式與外部設備建立數據的傳輸通道連接。系統運行過程中，設備構件由設備窗口統一調度管理，通過通道連接，向實時數據庫提供從外部設備采集到的數據，從實時數據庫查詢控制參數，發送給系統其它部分，進行控制運算和流程調度，實現對設備工作狀態的實時檢測和過程的自動控制。

本試驗系統采用MCGS單機版，農業機械土槽測控系統程只有一個設備窗口，設置在主控窗口內。運行時，主控窗口負責打開設備窗口。設備窗口是不可見的窗口，在后臺獨立運行，負責管理和調度設備驅動構件的運行。設備窗口組態如圖4-1所示。

圖4-1設備管理窗口

Fig.4-1 window of equipment manage

在本測試系統中用三個智能儀表進行三分力測試，在設備管理工具中填加三個宇光智能儀表，就可以對三個分力測試，但是為了防止設備故障多填加一個儀表，當一個儀表出現故障時可以進行切換。變頻器主要是電機速度的測試和控制，由于牽引機構和驅動行走機構都需要調速，但設備填加方法相同，在設備窗口只填加一個三菱變頻器，軟件將自動生成設備驅動程序，并完成該設備在Windows中的登記和刪除登記工作等。

2.設備在線調試

設備在線調試包括傳感器與智能調節儀表之間連接的在線調試和測試儀表與計算機之間連接的在線調試。傳感器經過標定后就可以與智能調節儀表連接實現測試。調試時首先將沒有校正的智能儀表與傳感器連接，測試試驗結果，根據試驗結果與實際值比較，由于儀表沒有經過校正測試結果與傳感器實際結果存在較大誤差，然后根據標定結果對智能調節儀表的各項參數進行修正，經過修正后的結果就可以相對準確的反映試驗結果。計算機與智能儀表連接的調試是測試計算機與智能儀表的通訊工作是否正常，計算機是否能夠正常反映測試結果。按實際情況進行設置，AI808P 默認參數設置為：波特率9600b/s, 8位數據位，1位停止位，偶校驗。

計算機串行口是計算機和其它設備通訊時最常用的一種通訊接口，為適應計算機串行口的多種操作方式,MCGS組態軟件采用在串口通訊父設備下掛接多個通訊子設備的一種通訊設備處理機制，各個子設備繼承一些父設備的公有屬性，同時又具有自己的私有屬性。在實際操作時，MCGS 提供一個串口通訊父設備構件和多個通訊子設備構件，串口通訊父設備構件完成對串口的基本操作和參數設置，通訊子設備構件則為串行口實際掛接設備的驅動程序。

宇光AI808P構件用于MCGS操作和讀寫宇光AI808P系列設備的各種寄存器的數據或狀態。本構件使用宇光AI808P通訊協議，采用通用的 RS232/485轉換器，能夠方便、快速地與宇光AI808P通訊。

在“設備調試”中就可以在線調試“宇光AI808P",如圖4-2o

如果“通訊狀態標志”為0則表示通訊正常，否則MCGS組態軟件與宇光AI808P設備通訊失敗。如通訊失敗，則按以下方法排除：

（1）檢查宇光AI808P是否上電。

（2）檢査宇光AI808P電纜是否正常。

（3）確認宇光AI808P的實際地址是否和設備構件基本屬性頁的地址一致, 若不知道宇光AI808P的實際地址，則用編程軟件的搜索工具檢査，若有則會顯示宇光AI808P的地址。

（4）檢查對某一寄存器的操作是否超出范圍。

3.數據前處理

宇光智能儀表對從三分力傳感器和變頻器中采集到的數據或輸出到設備的數據進行處理，以得到實際需要的值，從AD通道采集進來的數據一般都為電壓mV值，需要進行量程轉換或査表、計算等處理才能得到所需的值。MCGS系統對設備采集通道的數據可以進行數據處理，各種處理可單獨進行也可組合進行。MCGS的數據前處理與設備是緊密相關的，在 MCGS設備窗口下，打開設備構件，設置其數據處理屬性頁即可進行 MCGS的數拯前處理組態。按“設置”按鈕則打開“通道處理設置”，進行數據前處理組態；在MCGS通道處理設置窗口中，進行數據前處理的組態設置。MCGS在運行環境中則根據輸入信號的大小采用線性插值方法轉換成工程物理量(0-5000mV)范圍，關于線性插值的工程物理量轉換要根據實際需要來測定。經過試驗知三分力傳感器所獲得的值在智能儀表中顯示，力與電壓之間存在線性關系，在串聯2500的電阻后，智能儀表就可以顯示實際的三分力的大小，計算機在組態環境中的顯示就是實際的三分力值，不需要轉換。

如圖4-3 o

圖4-3數據前處理窗口

Fig.4-3 window of data advanced dispose

但變頻器反映的是實際工作頻率，如果要顯示成速度就要根據實際經驗公式來轉換成速度值。這要考慮顯示頻率與速度之間的線性關系，由于速度是在小范圍內進行調節，速度和頻率之間可以認為是線性的，這既忽略了打滑率又可以顯示速度的大小。根據試驗經驗獲得公式：

v = — xjtxD

60/

-0.0137/(w/5)

4.數據后處理

農機測試的對象大部分是離散的或連續的隨機變量，試驗數據處理的目的是要從這些測試獲得的數據中提取其中的變化規律，為設計部件、分析機器的性能等提供依據；同時通過數據的處理，還要分析試驗結果的可靠程度，進行去粗取精、去偽存真的工作【創。MCGS中的數據后處理，就是對歷史數據庫的處理，MCGS的存盤歷史數據庫是原始數據的基本集合，MCGS數據后處理就是對這些儀表獲得的原始數據的數據操作(修改、刪除、添加、査詢等數據庫操作)，通過數據后處理從這些原始數據中提煉出對數據信息并以數據報表的形式展示出來。

在農業機械土槽測控系統中，對采集到的力學數據存盤后，需要對數拯庫進行操作和對存盤的數據進行各種統計，以根據需要作出各種形式的報表。數據從采集設備輸入，通過設備驅動進入實時數據庫，MCGS組態軟件提供對實時數據庫的實時變量進行數搖和曲線等多種顯示方式，同時可通過數據存盤控制器隨時對變量的存盤周期和方式進行修改。MCGS存盤數據瀏覽構件對存好的數據直接進行顯示、打印、査詢、修改、刪除、添加記錄和統計。MCGS存盤數據提取構件對存好的數據按照一定的時間間隔或不同的統計方式進行提取處理，可以把數據提取到MCGS實時數據庫中的變量中。用MCGS存盤數據提取構件配合MCGS歷史表格完成農業機械土槽測控系統數據報表。

實時數據庫和歷史數據庫如圖4-4o在數據庫中既有三分力的測試結果還有速度的實時反映。

&主師瞇◎設卻雖昭礎兩的實ft蜩庫［u運刊時

圖4-4

Fig.4-4 window of data-base

5.實時數據和實時曲線顯示

在對農業機械土槽測控系統研究過程中，對實時數據、歷史數據的查看、分析是不可缺少的工作。實時數據報表是實時的將當前時間的數據變量按一定報告格式（用戶組態）顯示和打印，即：對瞬時量的反映，實時數據報表可以通過MCGS系統的實時表格構件來組態顯示實時數據報表。

但對大量數據僅做數據定量的分析還遠遠不夠，必須根據大量的數據信息，畫出曲線，分析曲線的變化趨勢并從中發現農業機械性能變化規律, 為設計農業機械及其部件、分析其性能等提供依據。

在測試中所獲得的資料有兩種形式，即數字顯示和實時曲線，對于獲得的數字結果，采用數理統計的分析方法整理，對于曲線分析如果要進行短時間分析就可以選取一小段曲線，采用面積法（求出一定長度記錄曲線與零線間的面積，然后除長度，獲得平均高度，最后根據標定計算出測量

值的算術平均值）、平均值的近似估計法（估算面積獲得平均值）、峰值法

（分析波峰和波谷的個數）等方法計算，獲得農機性能的短時間規律和運

行特性【呵［50】。圖4-5是20分鐘內獲得的三分力數據曲線，經過數據采集

Fig4-5 curve of time data

Fig.4-6 window of time data

4.2.3歷史數據和歷史曲線的顯示和輸出

在農機性能測試的各項指標中，有短期趨勢也有長期運行趨勢，只有這樣才能全面反映農機的各項性能指標，為農機及其部件的設計和分析提供理論依據⑶】。本系統可以完成兩種方式的歷史數據記錄和輸出，一是打印機打印數據文件，另一種是用歷史曲線顯示。歷史數據報表是從歷史數據庫中提取數據記錄，以一定的格式顯示歷史數據。歷史曲線構件實現了歷史數據的曲線瀏覽功能。運行時，歷史曲線構件能夠根據需要畫出相應歷史數據的趨勢效果圖。歷史曲線主要用于試驗后查看數據和狀態變化趨勢和總結規律。如圖4-7是試驗結果的歷史曲線記錄情況。圖4-8是農機性能測試的歷史數據記錄，可以根據自己需要設置采集周期。

在進行試驗研究是要對三個分力變量進行研究，通過歷史曲線反映長周期的農機及其部件工作情況，這樣比較簡單直觀、便于比較、易顯出最高點、最低點、轉折點、周期性以及其它奇異性［嗎，根據曲線顯示長時間工作犁耕機組運行穩定，測試系統可靠。

圖4-8歷史數據窗口

Fig.4-8 window of history data

4.2.4動畫的連接

在進行農機性能測試的過程中，有大量的數據要進行采集，為了方便的分辨各種不同數據的運行情況，清晰地反映各個系統的運行狀態在 MCGS組態環境中定義了動畫屬性。圖形的每一種動畫屬性中都有一個“表達式”設定欄，在該欄中設定一個與圖形狀態相聯系的數據變量，連接到實時數據庫中，以此建立相應的對應關系。定義數據變量實時數據庫是 mcgs工程的數據交換和數據處理中心。數據變量是構成實時數據庫的基本單元，建立實時數據庫的過程也即是定義數據變量的過程。定義數據變量的內容主要包括：指定數據變量的名稱、類型、初始值和數值范圍，確定與數拯變量存盤相關的參數，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。在本課題中根拯試驗需要設置了三分力的動畫連接。

(1)分析變量名稱

由于本課題只選取了三分力、速度作為測試對象，所以首先設定四個變量的數據類型，根據數據類型來實現動畫連接，其中，速度不做動畫連接。

表4-1數據變量名稱

Table4-1 title of data variable

變量名稱類型注釋

速度數值型通過變頻器折算的速度

壓力數值型實際數值

拉力數值型實際數值

側力數值型實際數值

(2)選中變量，按“対象屬性”按鈕或雙擊選中變量，則打開對象屬性設置窗口。在窗口的數據變量列表中，用戶將系統定義的缺省名稱改為用戶定義的名稱，并指定類型，在注釋欄中輸入變量注釋文字。在存盤屬性中，數據對象值的存盤選中定時存盤，存盤周期設為5秒。圖4-8是在完成一次測試后顯示的結果。

(3)動畫連接

為了更加直觀的進行農業機械土槽測控分析，通過圖形對象搭制圖形界面，但這些界面是靜止不動的，需要對這些圖形對象進行動畫設計，真實地描述全系統的工作狀態和具體測試對象的運行情況，達到過程實時監控的目的。將用戶窗口中圖形對象與實時數據庫中的數據對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性。在系統運行過程中，圖形對象的外觀和狀態特征，由數據對象的實時釆集值驅動，從而實現了圖形的動畫效果。

如圖4-9是完整的農業機械土槽測控系統數據采集界面。

圖4-9農業機械土槽測試系統數據采集窗口

Fig.4-9 window of soil bin testing system for farming machine

第五章結論

5.1在本課題中本人所做的工作如下：

1.借鑒相關研究單位同類型土槽研究成果，對農業機械土槽試驗測控系統總體結構進行分析設計，包括土槽、運行軌道、臺車總成、試驗裝置、測試記錄系統、控制系統等。

2.對試驗臺車牽引系統和行進驅動系統進行研究，設計制作功率儲備充足，工作可靠的牽引系統和行進驅動系統，使其便于實現自動控制，并要求保護功能齊全；

3.根據被測試農機具運動的要求，實現土槽牽引機構電機的工作、行走機構控制電機的調速、起/停的自動控制；

4.拋棄傳統的磁帶記錄儀、動態應變儀等記錄媒介，利用計算機技術，采用MCGS軟件實現數據采集、存儲、打印等功能；

5.根據試驗對象的要求，制定合理的研究方案，設計三分力傳感器并對傳感器的非線性誤差、回程誤差和重復性誤差進行標定分析，完成土槽各項參數的采集。

5.2建議

在系統的設計和調試中還存在一些問題，需要進一步研究和改進：

1.由于研究時間關系在測試對象的選擇上比較少，需要改進測試方法增強測試功能；

2.由于經費關系，關于速度、轉矩、位移等的測試還需要進行進一步研

究；

3.關于數據的處理只是進行了實時采集、輸出和打印，沒有進行進一步分析處理，以利于全面分析農機性能的測試和分析。

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