Diseño de un sistema de control de altura adaptable para la cabecera de la cosechadora de caña de azúcar
Autores: Shi, Meiqi; Li, Yanzhou; Pan, Yingchun; Lu, Linfei; Wei, Jin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de un sistema de control de altura adaptable para la cabecera de la cosechadora de caña de azúcar
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Sistema de ajuste de altura del cabezal de estudio
Cosecha de caña de azúcar
LiDAR
Sensor de desplazamiento de cable de tracción
Sistema de control PLC
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio aborda el problema de la baja precisión de control y eficiencia de cosecha resultante del ajuste manual de la altura de la cabecera durante el proceso de cosecha de caña de azúcar en regiones montañosas. Se diseñó e implementó un sistema de ajuste adaptativo de altura de cabecera. Se diseñó y construyó un banco de pruebas para la cabecera de la cosechadora de caña de azúcar, incorporando un LiDAR para medir la altura del suelo en el punto de crecimiento de la caña de azúcar en frente, y un sensor de desplazamiento de cable de tracción para monitorear la altura en tiempo real de la cabecera. Se asignaron puertos de entrada/salida, y se desarrolló el programa de control en el entorno del TIA Portal. El sistema de control PLC logra el ajuste preciso de la altura de corte basado en los datos recopilados. Los resultados experimentales indican que el sistema puede responder y ajustar rápidamente la altura de corte bajo condiciones de terreno complejas. Cuando la altura de corte en el suelo es de 0 mm, el error promedio de altura de corte del sistema de control adaptativo es de 0,28 cm, y el tiempo de respuesta promedio es de 2,3 s. Cuando la profundidad de corte en el suelo es de 2 cm, el error promedio de altura de corte es de 0,21 cm, y el tiempo de respuesta promedio es de 2,31 s.
Descripción
Este estudio aborda el problema de la baja precisión de control y eficiencia de cosecha resultante del ajuste manual de la altura de la cabecera durante el proceso de cosecha de caña de azúcar en regiones montañosas. Se diseñó e implementó un sistema de ajuste adaptativo de altura de cabecera. Se diseñó y construyó un banco de pruebas para la cabecera de la cosechadora de caña de azúcar, incorporando un LiDAR para medir la altura del suelo en el punto de crecimiento de la caña de azúcar en frente, y un sensor de desplazamiento de cable de tracción para monitorear la altura en tiempo real de la cabecera. Se asignaron puertos de entrada/salida, y se desarrolló el programa de control en el entorno del TIA Portal. El sistema de control PLC logra el ajuste preciso de la altura de corte basado en los datos recopilados. Los resultados experimentales indican que el sistema puede responder y ajustar rápidamente la altura de corte bajo condiciones de terreno complejas. Cuando la altura de corte en el suelo es de 0 mm, el error promedio de altura de corte del sistema de control adaptativo es de 0,28 cm, y el tiempo de respuesta promedio es de 2,3 s. Cuando la profundidad de corte en el suelo es de 2 cm, el error promedio de altura de corte es de 0,21 cm, y el tiempo de respuesta promedio es de 2,31 s.