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油菜是我国重要的油料作物，其精量播种效果取决于排种器工作的精量效率。随着精密播种技术的日趋成熟，采用电子技术的自动控制系统也被广泛应用于精密播种行业以提高排种器的工作效率。针对采用地轮、链条驱动排种器田间作业时会产生由地轮打滑、链条跳动造成的播种粒距增大以及均匀性下降的问题，本文开展了关于油菜离心式排种器转速控制系统的设计与试验研究，提出根据微耕机的前进速度来控制排种器的转速，通过分析总排量与排种器转速间的对应关系，建立微耕机前进速度与排种器转速的随动模型，以STM32F103ZET6单片机为主控制器，采用JK5002D开关型霍尔传感器检测微耕机的前进速度，以LC86H298型两相闭环步进电机为执行机构带动排种轴转动，实现排种器转速与微耕机前进速度实时匹配，以最终达到精量播种的目的。具体研究内容如下：
(1)控制系统设计、选型与搭建。该系统主要由测速系统与驱动控制系统两部分组成。测速部分采用JK5002D开关型霍尔传感器采集微耕机的前进速度，通过下降沿触发高低电平产生计数脉冲，在一定时间内记录触发的脉冲个数，经过STM32F103ZET6单片机处理得到微耕机的前进速度，STM32F103ZET6单片机根据排种器转速与微耕机前进速度的关系输出相应占空比的PWM信号控制LCDA86两相闭环步进驱动器调节LC86H298型两相闭环步进电机转速，LCDA86两相闭环步进驱动器采用PID控制算法，对比电机的理论转速和编码器采集的电机实时转速，实现电机的闭环控制，使得电机的实时转速趋近于理论转速，从而通过传动装置带动离心式排种器转动，完成对排种器转速的实时精准调节，达到精量播种的目的。
(2)系统控制程序设计。通过分析总排量与排种器转速间的对应关系，采用播量一致性的方法找出微耕机的行进速度与排种器转速相应的函数关系，田间播量受到排种器总排量与机具前进速度的影响。在建立函数关系的基础上，根据控制系统方案完成程序编写与调试，主要从主程序和子程序以控制框图和控制流程图两部分进行研究分析并实现功能。
(3)系统调试与运行的试验验证。在实验室对控制系统功能进行调试，正常运行后将控制系统安装于微耕机和排种器上，进行播种试验。试验通过改变微耕机的前进速度测得实际播量来观察整个控制系统的运行效果，分别选取4.5km/h、4.9km/h、5.4km/h的微耕机前进速度，排种器对应的转速分别为131r/min、140r/min、148r/min，记录试验数据并分析误差，试验的最大误差率2.1%，满足精量播种误差小于5%的要求。试验结果表明该系统能够实现微耕机行进速度与排种器转速的实时匹配，已达到精密播种的设计要求。
(1)控制系统设计、选型与搭建。该系统主要由测速系统与驱动控制系统两部分组成。测速部分采用JK5002D开关型霍尔传感器采集微耕机的前进速度，通过下降沿触发高低电平产生计数脉冲，在一定时间内记录触发的脉冲个数，经过STM32F103ZET6单片机处理得到微耕机的前进速度，STM32F103ZET6单片机根据排种器转速与微耕机前进速度的关系输出相应占空比的PWM信号控制LCDA86两相闭环步进驱动器调节LC86H298型两相闭环步进电机转速，LCDA86两相闭环步进驱动器采用PID控制算法，对比电机的理论转速和编码器采集的电机实时转速，实现电机的闭环控制，使得电机的实时转速趋近于理论转速，从而通过传动装置带动离心式排种器转动，完成对排种器转速的实时精准调节，达到精量播种的目的。
(2)系统控制程序设计。通过分析总排量与排种器转速间的对应关系，采用播量一致性的方法找出微耕机的行进速度与排种器转速相应的函数关系，田间播量受到排种器总排量与机具前进速度的影响。在建立函数关系的基础上，根据控制系统方案完成程序编写与调试，主要从主程序和子程序以控制框图和控制流程图两部分进行研究分析并实现功能。
(3)系统调试与运行的试验验证。在实验室对控制系统功能进行调试，正常运行后将控制系统安装于微耕机和排种器上，进行播种试验。试验通过改变微耕机的前进速度测得实际播量来观察整个控制系统的运行效果，分别选取4.5km/h、4.9km/h、5.4km/h的微耕机前进速度，排种器对应的转速分别为131r/min、140r/min、148r/min，记录试验数据并分析误差，试验的最大误差率2.1%，满足精量播种误差小于5%的要求。试验结果表明该系统能够实现微耕机行进速度与排种器转速的实时匹配，已达到精密播种的设计要求。