【摘要】设计了一种基于压电传感器的插秧深度智能调控系统，旨在解决传统插秧机插秧深度不均匀的问题。该系统运用应变传递和控制理论，优化秧苗插秧深度，确保秧苗在不同硬度土壤环境中的适宜生长。通过仿真数据，验证了系统在软、中硬和硬性土壤条件下的高效灵敏度和识别能力。
【关键词】插秧机，压电传感器，插秧深度，智能调控系统
文章介绍了一种智能调控系统，用于精确控制插秧机的插秧深度，以适应不同硬度的土壤环境。该系统的核心是压电传感器，它能够将感受到的机械应力转换为电信号。压电传感器由敏感元件、转换元件和测量电路组成，工作原理基于压电效应，即在受到外力作用时产生电荷，电荷量与外力大小成正比。当土壤硬度变化时，传感器能够快速响应并调整插秧深度。
系统设计中，采用了电荷放大器，其输出电压仅与压电元件产生的电荷和反馈电容相关，不受连接电缆分布电容的影响，这使得远程测试变得更加可行。通过对不同硬度土壤的数值计算，结合压电本构方程建立了插秧深度的物理模型，该模型有助于在实际应用中实时调整插秧深度。
仿真结果显示，该系统在软性、中硬和硬性土壤中都能实现有效的插秧深度控制，具有较高的灵敏度和识别能力。通过预加载电荷和预加力，可以改善传感器在低压环境下的非线性问题，扩大其在拉、压、剪切力和扭矩测量中的应用范围。
此智能调控系统的应用，对于提高插秧机的自动化水平，保证水稻秧苗的生长环境，进而提升水稻产量具有重要意义。特别是在江西省等水稻种植大省，这种技术创新对于实现农业机械化和智能化，保障农民收益，符合国家粮食安全战略。
总结来说，本文提出了一种基于压电传感器的插秧深度智能调控系统，该系统能够有效解决传统插秧机插秧深度不均的问题，适应不同土壤条件，提高了插秧作业的精度和效率。通过仿真验证，系统的性能表现出色，对于推动农业机械化和智能化进程，促进水稻生产具有积极影响。
