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一种植保喷雾系统的设计与研究

朱建辉

   随着现代农业机械化的发展和精准农业的需求,对施药技术的要求也愈来愈高,传统的喷雾技术存在着很大的弊端,开发出适合现代农业需求的新型植保喷雾机械已经成为当前施药技术的趋势,本设计在查阅国内外多种植保喷雾机械的基础上,利用现代计算机控制和农业机械的相结合,设计一种植保喷雾系统,能够根据需要自动或手动的调节喷雾量的大小,实现变量喷雾的需求,并使得喷雾效果得到明显的提高。 本文对植保喷雾系统的总体结构进行设计,制定了植保喷雾系统的方案,建立了喷雾装置的模型,确定了喷雾系统的主要控制参数为电机转速、电磁阀流量和风扇的风量,搭建了喷雾系统的主要框架。 本文采用脉宽调制的方法实现变量喷雾,考虑到系统主要是对直流电机的控制,本文对直流调速系统进行了研究和分析,并对系统稳定性做进一步的分析,结合现代的PID控制技术,采用增量法PID控制和扩充比例度的参数整定方法,从而实现精准喷雾的目的。 为了实现控制量的自动和手动调节,改变施药量和减少对自然环境的影响,利用单片机对被控制量进行调节,能够根据作物信息的不同改变喷雾方式,实现按需喷雾。本文设计了单片机系统及外围电路,包括电源系统、D/A转换模块、按键控制模块、以及上下位机之间的通讯模块等,并设计了相关的软件。 最后对本课题所设计的植保喷雾装置进行了室内外试验,并和常规的喷雾器做了对比,试验结果表明,设计的喷雾装置在喷雾的均匀性和施药效果上得到了很大的提高,喷雾均匀度及防飘移测试得出喷雾不均匀度<4.2%,同时能够实现雾滴直径和药液流量的控制,雾滴直径在13μm~90μm之间变化,喷雾的药液流量可在440mL/min~660mL/min。系统运行稳定、可靠。满足设计要求。 本系统能够根据施药对象的不同而改变雾滴大小和施药量,从而有效的节约农药,减轻农药对农业生态环境的污染,课题的研究为实现精准农业和智能化喷雾提供相关尝试。……   
[关键词]:植保喷雾;脉宽直流调速;单片机;变量施药
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:安徽农业大学2010年