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棉花历来是我国一级战略性物资,并与国家的粮食安全同等重要,关乎国家经济安全。棉花产业对国计民生、纺织工业以至整个国民经济发展都有着举足轻重的作用。现代农业的快速发展和农业机械化新技术的更新促使采棉机得到广泛使用。针对采棉机价值高、服役时间长、生命周期管理和维护难度大等特点,应用信息化、无线移动互联网、虚拟仪器技术、远程故障诊断等技术手段,重点研究核心部件作业过程检测、故障远程诊断等环节信息管理方法,有利于提高采棉机作业质量,提高作业效率,降低故障率。为了建立比较全面的采棉机工况监测系统,本文以贵航4MZ-5自走式采棉机为研究对象,在分析了国内外农机监测系统的基础上,设计了一套采棉机作业工况实时监测系统。主要的研究内容包括:1.利用LabVIEW开发了基于CAN总线通信网络的采棉机作业工况监测系统,实现了对采棉机的采摘头、风机、风管、发动机、液压油管等核心部件工况的实时监测及故障报警;根据设计的远程通讯协议,通过远程数据传输模块(DTU)实现了车载监控终端和远程中心服务器之间的数据通信,从而达到对采棉机作业工况进行远程监测的目的。2.轴承故障诊断方法研究及试验。本文设计了基于轴承温升趋势的故障预警,结合奇异谱分析与AR模型对轴承温升趋势特征进行提取、预测,并基于Itakura信息距离对轴承工况进行故障判定。并进行了实验室轴承温升试验,有效地验证了所设计的基于轴承温升趋势的故障预警系统的准确性。3.采棉机棉箱火情实验室试验。基于CO与NO传感器,研究了阴燃发生时所产生的CO与NO气体浓度的相应变化情况,及棉花在低氧阴燃、富氧阴燃情况下的火情发展情况与相应发展阶段的规律。进而联合CO与NO传感器进行棉箱火情的综合监测及预警,增加检测精度,减少误报率。4.田间试验。将设计的所有监测装置安装在采棉机相应的监测位置,在新疆石河子进行机器运转试验。试验期间整个监测系统工作正常,CAN总线及远程通讯正常,采棉机各监测参数能实时显示、保存,在工作过程中起到了实时监测采棉机运行状态的作用。