農(nóng)作物噴霧機控制器的研究與設(shè)計及非行走試驗分析.pdf

1、精準農(nóng)業(yè)是被廣泛承認的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)，并在國外已經(jīng)獲得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。在精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中，精準變量噴霧是一個重要的組成部分，是保證單位面積施藥量、提高農(nóng)藥利用率、降低環(huán)境污染的必要措施。本文結(jié)合東北農(nóng)業(yè)大學重點科技攻關(guān)項目，圍繞變量噴藥目的，分析農(nóng)作物噴霧機控制器的工作原理即保證農(nóng)田單位面積噴霧量恒定的噴霧作業(yè)，根據(jù)噴霧機的車速變化，對噴霧作業(yè)中的數(shù)據(jù)進行實時的檢測并控制噴頭噴霧量。對農(nóng)作物噴霧控制系統(tǒng)整體設(shè)計，進行了深入非行

2、走試驗分析研究。
　　針對我國精準農(nóng)業(yè)中變量噴霧技術(shù)的發(fā)展需求現(xiàn)狀，本文對精準變量噴霧控制系統(tǒng)進行研究。根據(jù)農(nóng)作物噴霧機控制器的工作原理即保證農(nóng)田單位面積噴霧量恒定的噴霧作業(yè)，對噴霧作業(yè)中的數(shù)據(jù)進行實時的檢測，為設(shè)計的核心內(nèi)容。依據(jù)技術(shù)要求，借助閉環(huán)控制原理和農(nóng)作物噴霧機控制器工作原理的分析，通過模塊化設(shè)計方法，制定了以單片機為控制核心，調(diào)節(jié)閥為執(zhí)行機構(gòu)的控制器設(shè)計方案，圍繞方案展開深入的研究。論文首先根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案與功能要求，

3、對檢測部件、執(zhí)行部件等相關(guān)硬件設(shè)備進行了選型，由于調(diào)節(jié)閥具有流量非線性的特點，通過試驗并分析其原理，根據(jù)e、Δe和Δ2e找出u的增量Δu的輸出控制規(guī)則，并用這些規(guī)則來建立控制規(guī)則，從而保證噴霧量的精準度。其次對控制器的硬件電路進行了設(shè)計，重點對控制板，電源電路，信號采集電路以及驅(qū)動電路進行設(shè)計，整合各個模塊電路并制作PCB樣板。然后，對控制器的軟件進行了設(shè)計，選用C語言軟件開發(fā)平臺Keil C51編寫控制器程序，利用控制板處理器的定時中

4、斷功能控制調(diào)節(jié)閥開、關(guān)時間。針對調(diào)節(jié)閥的控制算法，傳統(tǒng)PID與積分分離PID的應用出現(xiàn)了嚴重超調(diào)及動態(tài)響應慢的現(xiàn)象，針對這一現(xiàn)象，特對此進行深入分析，設(shè)計了具備增量型模糊PID控制算法。穩(wěn)定了輸出，縮短了調(diào)節(jié)時間，提高了控制精度。最終經(jīng)過綜合研究，設(shè)計出一款具有變量噴霧、可實現(xiàn)手/自動控制的農(nóng)作物噴霧機控制器。
　　對本課題所設(shè)計的農(nóng)作物噴霧控制器進行了室外非行走試驗。改變工作壓力時，農(nóng)作物噴霧系統(tǒng)噴頭噴霧量與設(shè)定噴霧量基本吻合;