無人機（UAV）作為一種先進的空中飛行載體,最早應用于軍事領域,隨著技術的發(fā)展與電子器件的快速進步與成本的下降,其應用范圍逐漸向科研、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域擴展,特別是這些年在農(nóng)業(yè)植保領域的應用得到了越來越多的關注。在國外植保型農(nóng)用無人機的研究較早起步于固定翼無人機,對噴施設備的投入也較大,技術相對比較成熟,已經(jīng)發(fā)展到了對局部農(nóng)田的精準噴施作業(yè),包括病蟲害防治、除草、液態(tài)肥噴灑等,但對于旋翼無人機的噴施應用也處于研究、開發(fā)階段。國內(nèi),近幾年才有人關注無人機的噴施技術與裝備,對旋翼型無人機的噴施應用進行了初步的嘗試與實驗,其研究的深度與廣度都有待于提升。影響無人機噴施作業(yè)效果的因素非常多,如農(nóng)作物類型、植株高度、飛行速度、現(xiàn)場風速與風向、環(huán)境溫濕度、霧滴特性等。為了精準噴施提高效率、節(jié)約成本,同時避免過量噴施造成的環(huán)境污染,無人機噴施作業(yè)過程中應考慮兩方面的因素:（1）現(xiàn)場條件因素,如植物特征、風速與溫濕度、藥劑類型等;（2）無人機飛行因素,如航速與航向、巡航高度、姿態(tài)等。分析研究各因素影響噴施量的原因與關系,以及校正與補償方法,依據(jù)作業(yè)條件與要求,實時調(diào)整控制相關參數(shù)保證噴施效果。研究的主要... 

【文章來源】：華北水利水電大學河南省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

旋翼無人機可變量噴施系統(tǒng)總體架構

華北水利水電大學碩士學位論文于飛行實時監(jiān)控的地面站模塊。可變量噴霧裝置部分包括可變流量噴霧控制器、藥劑箱液位開關、開關閥、電動泵、溢壓閥、流量閥、風速與風向檢測、流量與壓力檢測、溫濕度檢測、管道組件和噴頭組件等。2.2 無人機結(jié)構與參數(shù)一套具有特定任務功能的無人機系統(tǒng)至少應包含飛行平臺（飛行器）、不少于一個地面監(jiān)控工作站、一定的任務載荷、數(shù)據(jù)傳輸與通信鏈路，數(shù)據(jù)傳輸與通信鏈路是多通道的，通常超過三個以上（包含單向、雙向）。根據(jù)實際任務需要，有些無人機系統(tǒng)還配置高精度差分導航子系統(tǒng)、自動起降控制子系統(tǒng)、任務規(guī)劃子系統(tǒng)等。飛行平臺是整套系統(tǒng)中在空中機動飛行的部分，在機體上集成有動力組件（電機、電調(diào)、槳葉）、飛控組件或模塊（導航、制導）、電源組件，其組成如圖 2-2 所示。

通過上一節(jié)的分析可知，裝置行進速度和等效風速是問題的關鍵，如何實時準確的獲取無人機的水平速度和同方向的相對風速，進而通過有效的控制策略實時調(diào)節(jié)噴頭的流量，達到定量且均勻噴灑藥劑的目的是解決問題的關鍵。參見圖 2-1 所示，為達成此目的設計了一套具有自動感知、自動調(diào)節(jié)功能的可變流量噴霧裝置，其主要環(huán)節(jié)包括可變流量噴霧控制器、各種傳感器、電磁閥、水箱、噴頭、管道和安裝架等，其重要技術指標與配置介紹如下。2.4.1 速度因素分析與檢測方法2.3 已給出了速度對噴施效果的影響關系。真空環(huán)境下，噴頭噴灑的藥劑到達地面的效果取決于藥劑脫離噴頭時刻的水平和垂直向下的初速度，類似于向下斜拋運動，除自身重力外不受外界因素影響，如圖 2-3（a）所示；自然環(huán)境有空氣但風速為零，噴頭噴灑的藥劑到達地面的效果是，在前者的基礎上疊加了空氣阻力的影響，如圖 2-3（b）所示；實際情況是既有空氣且風速不為零，此時，噴頭噴灑的藥劑到達地面的效果，既與噴頭的速度有關，又與空氣的速度有關，如圖 2-3（c）所示。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3029583