CN105700410A - 一种农田平地机激光发射平台调平控制*** - Google Patents

Abstract

一种农田平地机激光发射平台调平控制***。本发明能满足双激光源定位***的要求，使农田平地机平地作业更精确；本发明检测数据更准确、调平实时性更好。所述发射平台采用三脚支撑的平台支撑方式，所述调平控制***包括中央控制器；其结构要点是：与所述中央控制器输出端连接执行单元，所述执行单元由隔离电路模块、驱动电路模块、步进电机组成，所述隔离电路模块的输出连接驱动电路模块，所述驱动电路模块的输出连接步进电机；所述中央控制器的输入输出端口还连接串口通信模块，所述串口通信模块与传感检测单元相互连接。

Description

一种农田平地机激光发射平台调平控制***

技术领域

本发明属于农业机械控制技术领域，具体地涉及一种农田平地机激光发射平台调平控制***。

背景技术

由于农机定位技术的高速发展，定位平台调平的速度和精度成为农机设备上激光定位的重要技术指标。20世纪80年代，农机平台调平主要依靠人土手动调平来完成，费时费力。20世纪末，微型计算机开始作为调平***设计的核心，控制各种执行机构完成调平土作。

随着科技的进一步发展，越来越多的调平控制算法被运用十农机控制***中。在国内己有不少人对调平技术进行研究:如华中科技大学针对重型平台把6套液压缸按stewart结构进行布局，给出了基于六点支撑的自动调平算法；南京理工大学自动化学院在设计基于ARM+FPGA的雷达伺服控制器时，分别采用模糊神经网络PID控制和模糊神经网络对伺服***和PID控制器参数进行控制和整定；中北大学采用了基于离散平面的调平技术，利用脉冲方式给出支腿的动作信号，使平台调平。

但是，目前对于农田平地机的双源激光定位***的自动调平控制技术方面的研究欠缺；因此探寻适于农田平地机的双源激光定位***的自动调整装置是十分重要的。

发明内容

本发明针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种农田平地机激光发射平台调平控制***；本发明能满足双激光源定位***的要求，使农田平地机平地作业更精确；本发明检测数据更准确、调平实时性更好。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种农田平地机激光发射平台调平控制***，所述发射平台采用三脚支撑的平台支撑方式，所述调平控制***包括中央控制器；其结构要点是：与所述中央控制器输出端连接执行单元，所述执行单元由隔离电路模块、驱动电路模块、步进电机组成，所述隔离电路模块的输出连接驱动电路模块，所述驱动电路模块的输出连接步进电机；所述中央控制器的输入输出端口还连接串口通信模块，所述串口通信模块与传感检测单元相互连接。

作为本发明的一种优选方案，所述中央控制器由主控制器、通讯芯片及晶振电路组成。

进一步地，本发明所述主控制器采用基于增强型8051内核的高速单片机STC12C5A32S2。

作为本发明的另一种优选方案，所述传感检测单元采用倾角传感器；所述驱动电路模块采用高细分步进电机驱动芯片THB6128。

另外，本发明采用简单高效电源芯片LM2576，该稳压器是单片集成电路，能实现热关断和电流限制保护，能驱动3A负载。

本发明的有益效果是。

本发明为使农田平地机双源激光定位***的激光发射平台检测数据更精确、调平实时性更好，提供了一种激光发射平台自动调平控制***。该***采用三脚支撑的平台支撑方式，利用倾角传感器检测平台的倾斜度，通过步进电机驱动平台3条支腿仲缩从而实现平台调平。通过加入倾角传感器数据处理算法和基于RBF神经网络的智能PID控制算法，激光发射平台检测的数据更精确，能满足双激光源定位***的要求，使农田平地机平地作业更精确。本发明平台响应速度快、可靠性高、调平精度较高，可满足农田平地机双源激光定位的要求。

附图说明

图1是本发明一种激光发射平台自动调平控制***的原理框图。

图2是本发明一种激光发射平台自动调平控制***的中央处理单元电路接线图。

图3是本发明一种激光发射平台自动调平控制***的总体流程图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种激光发射平台自动调平控制***的原理框图。所述发射平台采用三脚支撑的平台支撑方式，所述调平控制***包括中央控制器；其结构要点是：与所述中央控制器输出端连接执行单元，所述执行单元由隔离电路模块、驱动电路模块、步进电机组成，所述隔离电路模块的输出连接驱动电路模块，所述驱动电路模块的输出连接步进电机；所述中央控制器的输入输出端口还连接串口通信模块，所述串口通信模块与传感检测单元相互连接。

结合附图简单阐述本发明的工作原理：中央处理单元作为***的控制核心起主导作用。传感检测单元主要完成***平台数据检测，并将数据经补偿和滤波后打包通过数据通信单元传送给主控制器处理；主控制器将上报的数据处理完后，做出判断，控制执行单元动作，完成调平控制。

农田平地机激光发射平台调平控制***的中央控制器包括主控制器、通讯芯片及品振电路。由于***数据交换和处理量较大，且要求较高的数据处理速度，所以本发明选择使用基于增强型8051内核的高速单片机STC12C5A32S2数据采集及控制端口，P2.2~P2.7为驱动芯的控制端口。该单片机主要完成对打包数据的解析、对***倾斜度的判断及执行单儿的动作控制。其中，Pl.4~P1.7为倾角传感器的数源输入端加入0.1μF电容进行滤波，以减少外界干扰，提高电源供电稳定性；中央处理单元电路接线图参见图2所示。

所述传感检测单元采用倾角传感器；所述驱动电路模块采用高细分步进电机驱动芯片THB6128。另外，本发明采用简单高效电源芯片LM2576，该稳压器是单片集成电路，能实现热关断和电流限制保护，能驱动3A负载。

由于农田平地机激光发射平台调平控制***的工作环境的恶劣性，易对数据的采集造成干扰，再加上倾角传感器自身存在的温度漂移等，会加大倾角数据采集的误差。因此，对倾角传感器采集的数据时，先采用基于限幅滤波法和递推算术平均值滤波算法相结合的复合滤波法算法对数据进行预处理，接着采

用角度偏移与温度变化的三次曲线对倾角传感器温度漂移进行补偿，提高数据采集的准确性。另外，由于步进电机的非线性特征，对其非线性参数进行整定较困难，而常规的PID算法由十参数整定过程繁琐，实施起来较复杂，并且在越接近预设的目标值时，越容易产生超调而抖动，影响其控制效果的进一步提高。因此，本发明采用基于RBF神经网络的PID算法控制器对步进电机进行控制，能保证步进电机控制***的响应性能提升，响应时间缩短，动态性能、自适应性和鲁棒性更佳。

如图3所示，为本发明一种激光发射平台自动调平控制***的总体流程图。图中总体流程为：***初始化后，首先进行倾角数据采集，***采集当前的平台的倾角数据后，经过滤波和补偿处理，直接交给单片机进行判断:如果到达调平的预设值，则结束。没到达预设值的话，如果是大十预设值，则电机正转，控制平台支腿进行相应的伸缩调整平台的倾斜度，再重新进行数据采集；如果小十预设值，则电机反转，控制平台支腿进行相应的伸缩调整平台的倾斜度，再重新进行数据采集。如此反复进行平台调整，直至达到预定的平台倾斜度为止。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种农田平地机激光发射平台调平控制***，所述发射平台采用三脚支撑的平台支撑方式，所述调平控制***包括中央控制器；其特征在于：与所述中央控制器输出端连接执行单元，所述执行单元由隔离电路模块、驱动电路模块、步进电机组成，所述隔离电路模块的输出连接驱动电路模块，所述驱动电路模块的输出连接步进电机；所述中央控制器的输入输出端口还连接串口通信模块，所述串口通信模块与传感检测单元相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种农田平地机激光发射平台调平控制***，其特征在于：所述中央控制器由主控制器、通讯芯片及晶振电路组成。

3.根据权利要求1所述的一种农田平地机激光发射平台调平控制***，其特征在于：所述主控制器采用基于增强型8051内核的高速单片机STC12C5A32S2。

4.根据权利要求1所述的一种农田平地机激光发射平台调平控制***，其特征在于：所述传感检测单元采用倾角传感器；所述驱动电路模块采用高细分步进电机驱动芯片THB6128。