【摘要】：我國(guó)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó),也是農(nóng)藥使用量大國(guó)。普通噴霧施藥機(jī)械不考慮作物的區(qū)域分布特征,將農(nóng)藥均勻地噴灑在田間或整個(gè)行上,造成農(nóng)藥大量浪費(fèi)的同時(shí)污染生態(tài)環(huán)境。另一方面,投放到農(nóng)業(yè)環(huán)境中的農(nóng)藥,以不同方式污染農(nóng)畜產(chǎn)品,最后富集于人體中,對(duì)人類(lèi)生存和發(fā)展構(gòu)成潛在的威脅,甚至導(dǎo)致各種疾病的出現(xiàn)。這些問(wèn)題的產(chǎn)生歸根結(jié)底是落后的植保機(jī)械和施藥技術(shù)導(dǎo)致的,采用先進(jìn)的施藥技術(shù)和研發(fā)先進(jìn)的植保機(jī)械已經(jīng)成為我國(guó)植保工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié),且意義重大。實(shí)施精準(zhǔn)、變量噴霧,可以有效降低農(nóng)藥使用量、提高農(nóng)藥利用率。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下:1.模型總體設(shè)計(jì)。采用目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域廣泛使用的扇形噴頭,根據(jù)離散式變量噴霧模型設(shè)計(jì)要求,對(duì)目標(biāo)噴灑域參數(shù)獲取、變量噴霧決策與執(zhí)行等模塊進(jìn)行方案設(shè)計(jì),提出采用平行雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)獲取目標(biāo)噴灑域參數(shù)、基于幅寬調(diào)整的噴灑域控制和基于流量調(diào)節(jié)的噴霧均勻性控制的變量噴霧模型整體方案。2.目標(biāo)噴灑域參數(shù)獲取。目標(biāo)噴灑域參數(shù)主要包括其等效圓半徑與邊緣位置。模型采用平行雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)基于形心的特征匹配和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,進(jìn)行三維重建與特征點(diǎn)定位,通過(guò)選擇合適的顏色空間和通道,運(yùn)用最大類(lèi)間方差算法進(jìn)行背景分割,結(jié)合形態(tài)學(xué)運(yùn)算、區(qū)邊界操作等步驟,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)噴灑域等效圓半徑的獲取與邊緣位置的識(shí)別,解決“往哪里噴”和“噴多少”的問(wèn)題。3.變量噴霧決策分析。模型結(jié)合扇形噴嘴的噴霧特性,通過(guò)理論推導(dǎo)與試驗(yàn),確定了噴霧過(guò)程中霧錐角、流量和壓力的關(guān)系。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行基于幅寬調(diào)整的噴灑域可控性分析和基于流量調(diào)節(jié)的噴霧均勻度可控性分析。對(duì)比分析多種變量調(diào)流技術(shù),采用基于脈寬調(diào)制的隔膜泵控制調(diào)流技術(shù)作為調(diào)流變量實(shí)現(xiàn)方式,根據(jù)階躍調(diào)流的流量響應(yīng)分析對(duì)變量噴霧決策進(jìn)行了改進(jìn)。4.模型顯控中心設(shè)計(jì)。利用MATLAB GUI設(shè)計(jì)模型顯控中心,通過(guò)顯控中心對(duì)目標(biāo)噴灑域參數(shù)和噴霧作業(yè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和保存,使數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)更加直觀。5.室內(nèi)變量噴霧試驗(yàn)。以噴霧機(jī)車(chē)架為依托搭建試驗(yàn)平臺(tái),在室內(nèi)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn),以驗(yàn)證變量噴霧模型控制噴灑域和霧量分布均勻性的效果。室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明,與對(duì)比組相比,基于幅寬調(diào)整的噴灑域控制使噴霧質(zhì)量有效比提高了10.25%,對(duì)噴灑域的控制作用明顯;基于流量調(diào)節(jié)的噴霧均勻性控制使目標(biāo)噴灑域范圍內(nèi)霧量分布變異系數(shù)下降了6.83%,提高霧量分布均勻性效果顯著。變量噴霧模型效果明顯,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S491

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1 袁茂愷;自吸離散式數(shù)字PCR芯片檢測(cè)裝置的關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D];浙江大學(xué);2016年

2 黃河;離散式變量噴霧模型與試驗(yàn)研究[D];西南大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：2650815