進(jìn)入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以來,大型植保機(jī)械的使用越來越普遍,“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo),我國在這一方面與發(fā)達(dá)國家還有較大差距,特別是大型噴藥系統(tǒng)由于壓力、作業(yè)速度、噴藥濃度變化等情況,造成的大型植保機(jī)械在噴藥過程中存在農(nóng)藥利用率較低,且存在過噴或欠噴現(xiàn)象,導(dǎo)致農(nóng)藥浪費(fèi)嚴(yán)重且環(huán)境污染等問題,因此急切需要解決大型植保機(jī)噴藥系統(tǒng)智能控制問題。本論文在分析國內(nèi)外大型植保機(jī)噴藥系統(tǒng)基礎(chǔ)上,確定了影響噴藥效率的關(guān)鍵問題,對(duì)在線混藥植保機(jī)的噴藥濃度進(jìn)行建模,設(shè)計(jì)噴藥濃度控制器。由于該系統(tǒng)具有嚴(yán)重的非線性和不確定性,為保障良好的控制效果,采取模糊PID控制算法,在植保機(jī)工作過程中,通過調(diào)節(jié)混合藥液系統(tǒng)的回流閥,調(diào)節(jié)控制比例閥開度大小的占空比信號(hào),來改變噴藥濃度,使噴藥濃度達(dá)到設(shè)定值。然后在Simulink軟件中對(duì)噴藥濃度控制器進(jìn)行仿真,模擬在不同藥液注射泵轉(zhuǎn)速下的藥液濃度都達(dá)到精準(zhǔn)控制。在線混藥植保機(jī)噴藥濃度控制器在Simulink軟件驗(yàn)證有效性基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步工程化實(shí)現(xiàn),進(jìn)而基于嵌入式系統(tǒng)和CAN通訊技術(shù)進(jìn)行了控制器的開發(fā),消化分析了農(nóng)機(jī)CAN總線的ISO11783通訊協(xié)議。選取STM32F103為嵌入... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

常用的大型的植保機(jī)械Fig.1.1Thecommonlargetractormountedmachine

PS 和 GIS 接口。在噴藥技術(shù)和植保農(nóng)產(chǎn)品方面都取得了較大的成績研究。國外植保機(jī)的噴藥技術(shù)的研究和發(fā)展如下。噴藥技術(shù)發(fā)展的早期，Giles[4]進(jìn)行了簡單的 PWM 脈沖信號(hào)來控制噴研究，研究的對(duì)象為平口扇形噴嘴，通過實(shí)驗(yàn)得出噴霧流量的調(diào)節(jié)結(jié)果。接下來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，Giles[5]在噴嘴處安裝了電磁驅(qū)動(dòng)閥，繼占空比脈沖變量噴霧控制實(shí)驗(yàn)，確定了流量的調(diào)節(jié)范圍，并進(jìn)一步使用。ei[6]設(shè)計(jì)一種可以智能對(duì)靶噴藥系統(tǒng)，此智能對(duì)靶噴藥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖構(gòu)圖可知此噴藥系統(tǒng)是利用圖中 4 所示 CCD 照相機(jī)采集作物信息，率（WCR）和離散小波變換（DWT）來區(qū)分圖中 2 所示的作物和圖及雜草的位置等，利用圖中 3 所示的 GPS 導(dǎo)航來進(jìn)行測量噴霧系統(tǒng)些采集信息發(fā)送到圖中 5 控制中心，控制中心來計(jì)算噴霧量進(jìn)行按需7 分別代表噴霧控制器、電磁閥和噴嘴。

第 3 章 在線混藥植保機(jī)的噴藥濃度模型本文的研究對(duì)象在線混藥植保機(jī)，系統(tǒng)框圖如下圖 3.1 所示，該系統(tǒng)主要由兩部分組成：藥液注射子系統(tǒng)和藥液混合子系統(tǒng)。藥液注射系統(tǒng)由最大容積為 30L 的藥液注射泵和最大工作壓力為 100Kpa 的容積式活塞泵組成，主要的作用為進(jìn)行純藥液的抽�。凰幰夯焖幭到y(tǒng)的組成有：最大容積為 300L 的水箱，最大工作流量為 42L/min 的噴霧泵和控制回流流量的比例閥、流量計(jì)和壓力傳感器以及噴管和噴嘴組成，主要的功能為純藥液和水的混合，配出不同濃度的藥液。系統(tǒng)的工作過程為農(nóng)藥通過調(diào)節(jié)藥液注射泵的轉(zhuǎn)速從藥液罐抽出，在噴霧泵保持在最大工作流量 42L/min 不變的狀態(tài)下，把通過水罐抽出的純水與藥液混合，通過調(diào)節(jié)比例閥的開度來控制藥液回流的流量，可以改變藥液濃度的大小，最后混合的藥液通過噴桿到噴嘴把藥液噴出。下面開始詳細(xì)介紹在線混藥植保機(jī)的藥液濃度模型。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于DCS的中央空調(diào)制冷控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 李樹江,李新新,王向東.  控制工程. 2017(09)
[2]基于模糊PID理論的控制器設(shè)計(jì)[J]. 馬高杰,馮曼.  電子設(shè)計(jì)工程. 2016(20)
[3]植保機(jī)械變量噴藥控制系統(tǒng)研究進(jìn)展[J]. 司軍鋒,張玥,周鵬,趙博.  農(nóng)業(yè)機(jī)械. 2015(05)
[4]基于流量調(diào)節(jié)閥和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的植保機(jī)械在線混藥裝置[J]. 李晉陽,賈衛(wèi)東,魏新華.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(11)
[5]基于卡爾曼濾波的PWM變量噴霧控制研究[J]. 蔣煥煜,周鳴川,童俊華,劉巖.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(10)
[6]基于Smith-模糊PID控制的變量噴藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)[J]. 郭娜,胡靜濤.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(08)
[7]基于電磁閥的噴嘴直接注入式農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)[J]. 蔡祥,Walgenbach Martin,Doerpmund Malte,Schulze Lammers Peter,孫宇瑞.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(06)
[8]PWM間歇噴霧式變量噴施控制器設(shè)計(jì)與測試[J]. 魏新華,蔣杉,孫宏偉,徐來齊.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2012(12)
[9]PWM變量噴霧噴頭流量模型[J]. 翟長遠(yuǎn),王秀,密雅榮,范鵬飛,馬永兵.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2012(04)
[10]模糊控制與PID控制的對(duì)比及其復(fù)合控制[J]. 楊世勇,徐國林.  自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2011(11)

博士論文
[1]基于模糊控制策略的溫室遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)的研究[D]. 王君.吉林大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的CAN總線攻擊與防御檢測技術(shù)研究[D]. 楊宏.天津理工大學(xué) 2017
[2]基于STM32的模糊PID溫度控制系統(tǒng)[D]. 溫茹涵.青島大學(xué) 2015
[3]基于STM32的溫室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 楊歡歡.杭州電子科技大學(xué) 2015
[4]對(duì)靶變量噴霧裝置及其控制系統(tǒng)研究[D]. 周偉.浙江大學(xué) 2013
[5]基于LINUX的自動(dòng)變量噴藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 楊錦.吉林大學(xué) 2009
[6]基于ARM7的自動(dòng)變量噴藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)及算法研究[D]. 楊莉.吉林大學(xué) 2008
[7]基于ARM微處理器的變量噴藥控制器設(shè)計(jì)[D]. 李麗君.吉林大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3446723