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靜電噴霧施藥機工作過程自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計與試驗

發(fā)布時間:2023-07-25 04:37
  我國不僅是人口大國也是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)作物的病蟲害預防和產(chǎn)量提高主要依賴化學防治。然而在防治過程中,農(nóng)藥的有效利用率不足30%,導致嚴重的環(huán)境污染和資源浪費,制約了我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。靜電噴霧技術(shù)是國際上公認可以提高施藥效率的新型施藥技術(shù),可有效提高農(nóng)藥利用率。然而,目前靜電噴霧施藥機施藥過程中工作參數(shù)都是固定的,外界環(huán)境風速改變時,其工作參數(shù)不可調(diào)控,不利于其保持最佳沉積效果。因此本課題開展靜電噴霧施藥機工作過程自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)研究,擬在探索風速、噴霧壓力和靜電電壓對霧滴沉積率交互影響的基礎(chǔ)上,建立霧滴沉積率數(shù)學模型,設(shè)計出一套可以應(yīng)用在靜電噴霧施藥機上的自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng),以期達到提高霧滴沉積效率的目的。主要研究工作及結(jié)論如下:(1)在線可調(diào)高壓靜電發(fā)生器的設(shè)計與試驗。分別設(shè)計了可調(diào)穩(wěn)壓模塊、方波產(chǎn)生模塊、高頻逆變模塊、倍壓整流模塊,開發(fā)出適合農(nóng)業(yè)用的在線可調(diào)高壓靜電發(fā)生器,并通過其輸出特性和負載特性試驗,表明其滿足課題要求。(2)通過試驗研究了風速、噴霧壓力和靜電電壓對噴霧時霧滴沉積效果的影響,試驗結(jié)果表明,隨著電壓升高霧滴沉積率呈現(xiàn)出先增大后緩慢減小的趨勢,在靜電電壓為8kV時...

【文章頁數(shù)】:76 頁

【學位級別】:碩士

【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 靜電噴霧技術(shù)的研究
        1.2.2 靜電噴霧施藥機具的研究
        1.2.3 高壓靜電發(fā)生器的研究
    1.3 本課題的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
第二章 自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)總體方案及部件選型
    2.1 引言
    2.2 靜電噴霧施藥機自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)的總體設(shè)計
        2.2.1 系統(tǒng)需求分析
        2.2.2 系統(tǒng)工作結(jié)構(gòu)圖
    2.3 主要部件選型
        2.3.1 控制系統(tǒng)處理器
        2.3.2 實時電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)部件選型
        2.3.3 壓力控制系統(tǒng)部件選型
        2.3.4 其他設(shè)備
    2.4 本章小結(jié)
第三章 在線可調(diào)高壓靜電發(fā)生器設(shè)計與試驗
    3.1 引言
    3.2 主電路設(shè)計
    3.3 高壓靜電發(fā)生器主要模塊
        3.3.1 可調(diào)穩(wěn)壓模塊
        3.3.2 方波產(chǎn)生模塊
        3.3.3 高頻逆變模塊
        3.3.4 高頻升壓變壓器設(shè)計
        3.3.5 倍壓整流模塊
    3.4 高壓發(fā)生器調(diào)試
        3.4.1 高壓發(fā)生器輸出特性
        3.4.2 高壓發(fā)生器負載特性
    3.5 本章小結(jié)
第四章 靜電噴霧沉積試驗及參數(shù)優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 靜電噴霧沉積效果單因素影響試驗
        4.2.1 荷電霧滴沉積檢測方法
        4.2.2 荷電霧滴沉積試驗設(shè)計
        4.2.3 結(jié)果與討論
    4.3 基于響應(yīng)面法的霧滴沉積率模型建立及參數(shù)優(yōu)化
        4.3.1 響應(yīng)面法
        4.3.2 建立靜電噴霧沉積試驗的數(shù)學模型
        4.3.3 沉積率模型的顯著性分析和診斷
        4.3.4 試驗參數(shù)優(yōu)化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 靜電噴霧施藥機自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計及試驗
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
        5.2.1 總體設(shè)計
        5.2.2 顯示模塊
        5.2.3 壓力控制系統(tǒng)
    5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
        5.3.1 主程序
        5.3.2 電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)
        5.3.3 壓力控制系統(tǒng)
        5.3.4 基于卡爾曼濾波的藥液管路壓力信號除噪
        5.3.5 壓力控制系統(tǒng)控制效果分析
    5.4 自適應(yīng)優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)沉積控制效果試驗
        5.4.1 系統(tǒng)控制試驗設(shè)計
        5.4.2 結(jié)果與討論
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學術(shù)成果及參與項目



本文編號:3837173

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