[发明专利]一种播种机排种的控制方法

权利要求书

1.一种播种机排种的控制方法，基于带有排种器的播种机，所述排种器由步进电机控制，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A、设置播种机播种的株距D和步进电机配套定时器的计数频率f_t；

步骤B、根据播种机的移动速度确定定时器的脉冲计数值序列，然后步进电机根据计数频率f_t和脉冲计数值序列控制排种器排种；

步骤B中根据播种机的移动速度确定定时器的脉冲计数值序列包括以下步骤：

步骤1、采集播种机初始点P0的位置(x0,y0)和基准时刻t_base以及行进的第一个采集点P1的位置(x1,y1)、采样时刻t₁、速度v₁和加速度a₁；

步骤2、通过速度v₁计算排种器的转速ω₁以及从P0移动到P1时步进电机起步阶段的角度位移θ和所走步数n，然后通过步进电机的梯形加减速算法的加速段输出起步阶段的脉冲计数值序列{C_n}，当变速完成、转速达到ω₁且保持稳定后脉冲计数值持续保持固定值C_稳1，

其中，公式中，m为排种器中排种腔的数量；

公式中，Δt为变速时间；

公式中，α为步距角常量，值为

通过步进电机的梯形加减速算法的加速段输出的起步阶段的脉冲计数值序列{C_n}为：

其中，t_t为定时器计数周期，t_t和f_t互为倒数；为步进电机起步阶段转速加速度；

步骤3、采集播种机下一个采集点P2的位置(x2,y2)、采样时刻t₂和速度v₂和加速度a₂；

步骤4、判断是否|v₂|ε且|a₂|a_Th，如果是则执行步骤10，否则执行步骤5，其中，ε是播种机行驶速度阈值，a_Th为加速度阈值；

步骤5、通过(x0,y0)、(x1,y1)和(x2,y2)计算向量和之间的夹角β；

步骤6、判断是否β＞β_Th，若是则判定播种机在转弯并执行步骤6.1，否则执行步骤6.2，其中，β_Th是转弯阈值；

步骤6.1、应用运动状态模型中的转弯模型将由v₁推算出的下一时刻速度v₂′与v₂进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值并由计算排种器转速ω₂，若|ω₁-ω₂|ω_Th则执行步骤7，否则执行步骤8，其中，ω_Th是转速阈值；

步骤6.2、判断是否|a₂|＞a_Th，若是则判定播种机在加减速移动并执行6.2.1，否则判定播种机在匀速移动并执行6.2.2；

步骤6.2.1、应用运动状态模型中的加减速模型将由v₁推算出的下一时刻速度v₂′与v₂进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值由计算排种器转速ω₂并执行步骤7，其中，

步骤6.2.2、应用运动状态模型中的匀速模型将由v₁推算出的下一时刻速度v₂′与v₂进行扩展卡尔曼滤波，得到精确估计值由计算排种器转速ω₂并进入步骤8，其中，

步骤7、应用变速模型得到脉冲计数值序列C_i，当变速完成、转速达到ω₂并保持稳定后，脉冲计数值持续保持固定值C_稳2并进入步骤9，

其中，为从ω₁到ω₂的转速加速度，

步骤8、保持t₂时刻的上一时刻t₁得到的稳定计数值C_稳1；

步骤9、将P1置为P0，P2置为P1，置为v₁，重新执行步骤3；

步骤10、由v₂计算排种器转速ω₂以及从P1到P2步进电机停止阶段的所走步数n'和逆序脉冲计数值序列{C′_n}，其中,

逆序脉冲计数值序列{C′_n}为：通过和i＝1,...,n′计算C′₀至C′_n计数值，然后将C′₀至C′_n的计数值倒序输出得到{C′_n}，

其中，为步进电机停止阶段转速加速度。