變量噴施除草控制系統(tǒng)設計及試驗研究.pdf

1、傳統(tǒng)農業(yè)糧食生產在很大程度上依賴于生物遺傳育種技術，主要通過化肥、農藥等農資的大量投入而實現增產。這種粗放式的農業(yè)生產特點，不僅造成了農藥等化學物質的大量浪費，降低了經濟效益，增加了環(huán)境污染，而且也嚴重影響農產品的品質和質量。因此，為提高農藥的利用率，本文設計了一種以雜草面積信息與系統(tǒng)管路壓力為輸入量、噴頭開啟時間為輸出量的雙輸入單輸出的變量噴施除草控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據雜草的面積大小以及系統(tǒng)的壓力自動調節(jié)噴頭的開啟時間，從而實現變量噴

2、施。本文的主要研究內容如下:
　　 1、分析壓力可變式，在線混藥式、脈寬調制式三種應用較為廣泛的變量噴藥控制方式的系統(tǒng)結構，分析了各自存在的優(yōu)缺點，提出了變量噴施除草系統(tǒng)的整體設計方案。同時介紹了變量噴施移動平臺和室內試驗臺的工作原理和基本組成。
　　 2、根據變量噴施除草控制系統(tǒng)的設計要求，完成了對各功能器件的硬件選型，相關模塊包括:微處理器、鍵盤輸入、液晶顯示、數模轉換、移動存儲、流量傳感器、壓力傳感器、速度傳感器以

3、及電磁閥，完成了對流量采集、速度采集以及電磁閥驅動等硬件電路的設計。
　　 3、完成了對變量噴施控制系統(tǒng)主程序的設計，按照自上而下的軟件設計原則，分別設計了鍵盤信息處理、流量信息采集、數模轉換、電磁閥驅動、液晶顯示以及移動存儲等模塊的軟件程序。
　　 4、對所設計的變量噴施控制系統(tǒng)進行了試驗研究。流量特性試驗確定了當頻率固定時流量隨占空比的變化情況，以及當占空比固定時，流量與頻率的關系。系統(tǒng)壓力與流量關系試驗主要研究了單

4、個噴頭開啟時系統(tǒng)壓力與噴施量之間的關系，確定了系統(tǒng)的最佳工作壓力為0.25Mpa;當多個噴頭同時開啟時，系統(tǒng)則存在著壓力波動的現象。噴頭打開時間與噴施量關系試驗確定了當系統(tǒng)工作壓力為0.25Mpa時，噴施量與噴施時間近似成線性關系，并做了數據擬合。對所設計的變量噴施控制器進行的試驗研究，表明系統(tǒng)可根據雜草的面積大小以及系統(tǒng)的壓力自動調節(jié)噴頭的開啟時間，從而實現變量噴施，其誤差小于5％。
　　 本文運用傳感器技術、自動控制技術以及