基于生物電磁特性的脈沖電場殺蟲系統(tǒng)研究
本文選題:生物電磁特性 + IGBT; 參考:《中南林業(yè)科技大學》2017年碩士論文
【摘要】:我國是農(nóng)業(yè)大國,地下害蟲的防治是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的突出問題,基于生物電磁特性的殺蟲系統(tǒng)是當前熱門的研究課題;谏镫姶盘匦缘臍⑾x機制根據(jù)害蟲的生物特性,給害蟲施加強大脈沖電場,使害蟲細胞膜受到損害或死亡,以此達到殺蟲的目的,有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,增加作物收成,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文通過害蟲實驗、環(huán)境實驗以及野外實驗來摸索影響殺蟲效果的電壓幅值大小、電壓頻率高低、作用時間長短以及波形占空比的最佳組合;設計了可輸出多種脈沖波形的殺蟲系統(tǒng),主要研究工作如下。(1)采用監(jiān)測殺蟲反饋信號的新方法來評估殺蟲情況,設計了監(jiān)測電路,并進行了初步實驗嘗試,由于量化分析殺蟲電壓數(shù)據(jù),提高了殺蟲效果;(2)通過研究絕緣柵雙極型晶體管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)驅動的基本要求和現(xiàn)場可編程門陣列FPGA(Field Programmable Gate Array)的基本特點,根據(jù)脈沖電場殺蟲系統(tǒng)高頻率、高電壓、大電流的特點設計了基于分立元件的IGBT驅動電路,并對驅動的各個要素進行了詳細分析,給出了實際可行的設計參數(shù),并進行了實際制作;通過研究IGBT的特性,根據(jù)脈沖電場殺蟲系統(tǒng)高頻率、高電壓、大電流的特點設計了緩沖電路,并對緩沖電路的各個要素進行了詳細分析,給出了實際可行的設計參數(shù),并進行了實際制作;(3)設計了殺蟲實驗方案,并根據(jù)方案進行了實際殺蟲效果的驗證,得出了數(shù)據(jù),為進一步研究提供了有利的依據(jù)。
[Abstract]:China is a large agricultural country, and the prevention and control of underground pests is a prominent problem in agricultural production. The pest killing system based on biological electromagnetic characteristics is a hot research topic at present. The insecticidal mechanism based on the biological electromagnetic property, according to the biological characteristics of the pest, exerts a powerful pulsed electric field on the pest, thus causing damage or death to the cell membrane of the pest, thereby achieving the purpose of killing insects, which is conducive to improving agricultural productivity and increasing crop harvest. To realize the sustainable development of agriculture. In this paper, pest experiments, environmental experiments and field experiments were used to explore the best combination of the voltage amplitude, the voltage frequency, the duration of action and the duty cycle of the waveform to affect the insecticidal effect. The main research work is as follows: (1) A new method of monitoring feedback signal is used to evaluate the insecticidal situation, and a monitoring circuit is designed, and a preliminary experiment is made. Because of the quantitative analysis of insecticidal voltage data, the insecticidal effect is improved. (2) the basic requirements of IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) driver and the basic characteristics of Field Programmable Gate Array (FPGA) are studied. According to the characteristics of high frequency, high voltage and high current of pulsed electric field insecticidal system, the IGBT driving circuit based on discrete components is designed, and the driving elements are analyzed in detail, and the practical design parameters are given. By studying the characteristics of IGBT, a buffer circuit is designed according to the characteristics of high frequency, high voltage and high current of the pulsed electric field insecticidal system, and each element of the buffer circuit is analyzed in detail. The practical design parameters are given and made. (3) the experimental scheme of insecticidal control is designed, and the actual insecticidal effect is verified according to the scheme, and the data are obtained, which provides a favorable basis for further research.
【學位授予單位】:中南林業(yè)科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:S477
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,本文編號:2093328
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