在線射流混藥控制系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、全世界每年35%的谷物和33.8%的棉花都是因為病蟲草害造成減產,而化學防治還是我國農林病蟲害的主要防治方法,所以混藥機具的研究及開發(fā)是一項迫切的任務。傳統(tǒng)的預混藥存在混藥質量不高、農藥浪費、污染環(huán)境、施藥人員中毒等弊端,所以預混藥正逐漸被在線混藥所代替。
　　 在線射流混藥是利用管道中形成的負壓自動吸入藥液,可以實現(xiàn)藥原液與水的分離,這樣就減少了藥液對機件的損害,降低了機件制造成本,而且節(jié)約了使用過程中多余的藥液,防止了農藥的

2、傾倒對環(huán)境的污染。前人已經對在線射流混藥的機理及混藥裝置的設計做了比較深入的研究,但是存在的問題是混藥比的可調范同過窄、控制精度較低,還無法在實際生產中應用。為解決上述問題,本文在國家863高技術研究發(fā)展計劃資助項目(2008AA100905,2006AA10A305-3)、國家自然科學基金資助項目(30571240)資助下,研究和設計了基于DSP和LABVIEW的在線射流混藥控制系統(tǒng)。本文的主要研究工作如下:
　　 1.射流混

3、藥器設計
　　 建立了射流混藥器的數(shù)學模型,確定了射流混藥器的模擬方案,利用Fluent對射流器進行了數(shù)值模擬。選取了三個主結構參數(shù):嘴管距S、面積比m和吸入口角度γ對射流混藥器進行研究。通過三因素正交實驗表明:能獲得最優(yōu)性能的射流混藥裝置的組合是面積比為2.29,嘴管距為2.88mm,吸入口角度為60°。最后根據(jù)實驗結果設計了射流混藥器實體。
　　 2.在線射流混藥控制系統(tǒng)動力源仿真與分析
　　 本文采用了三相

4、異步電機作為在線射流混藥控制系統(tǒng)的動力源,所以三相異步電機的控制精度直接影響在線射流混藥系統(tǒng)的精度。為了更好的控制三相異步電機,利用Simulink對電機控制系統(tǒng)進行仿真分析,通過仿真結果表明:電機控制系統(tǒng)速度響應快、超調較小、抗干擾能力強,具有較高的控制品質。
　　 3.在線射流混藥控制系統(tǒng)軟硬件設計
　　 采用TI公司的數(shù)字處理芯片TMS320F2812為核心控制芯片,設計了在線射流混藥控制系統(tǒng)的硬件部分,其中主要包

5、括電源模塊、通信模塊、數(shù)模轉換模塊、電機驅動模塊等。同時在CCS環(huán)境下進行了系統(tǒng)的軟件設計,包括主程序設計及中斷程序設計等。
　　 4.在線射流混藥控制系統(tǒng)研究與分析
　　 為了研究本系統(tǒng)的實際控制性能,分別進行了不同工況下的實驗研究。通過水流量跟蹤性能實驗、藥原液吸入量隨水流吸入量變化實驗、不同混藥比情況下藥液的控制實驗表明:水流量的控制誤差在2%以內,藥流量的控制誤差在3%以內,水藥混合比的可調范圍達到了合理的區(qū)間。