精准变量喷雾控制系统的设计

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1、精准变量喷雾控制系统的设计李素璇高明魏东辉李文哲孙睿东北农业大学电气与信息学院哈尔滨电机厂有限责任公司东北农业大学工程学院摘要：针对我国精准农业屮变量喷雾技术的发展需求现状，对精准变量喷雾控制系统进行了研究。根据农作物喷雾系统的工作原理（即保证农田单位而积喷雾量恒定的喷雾作业），对喷雾作业中的数据进行实时检测，为设计的核心内容。对农作物喷雾系统的动态响应进行试验分析，结果表明：农作物喷雾系统在工作状态下,系统的动态性能良好;根据模拟车速的变化，实时记录控制器流量、实际流量与理论设定喷雾量并进行分析，结果表明：农作物喷雾系统控制喷雾量满足了设

2、定要求。关键词：精准农业;喷雾控制;农田作业;作者简介：李素璇（1997-）,女，哈尔滨人，本科学生，（E-mail）xx970515@163.com。作者简介：魏东辉（1981-）,男，哈尔滨人，讲师，（E-ma订）372162666@qq.com。收稿日期：2017-03-21基金：〃十二五〃国家科技支撑计划项目（2011BAD15B04）DesignofVariableRateFertilizerSpreaderLiSuxuanGaoMingWeiDoghuiLiWenzheSunRuiCollegee^txonl^ndjnXooia

3、^ioibNortheastAgriculturalUniversity;HarbinElectrieMachineryCompanyLimited;CollegeofEngineering,NortheastAgriculturalUniversity;Abstract：ForthecurrentdcvclopmentneedsofPrccisionAgriculturcVariablespraytechnology,thepaperprecisionvariablespraycontrolsystemresearch.Basedonte

4、chnicalrequirements,bymeansofanalysisofclosed-loopcontrolprinciplesandcropsprayercontrollerworksthroughmodulardesignmethod,wedevelopedamicrocontrol1ertocontrolthecore,controlvalveactuatorsforthecontrollerdesign,depthofresearchprogramsaround.Dynamicresponsetocropspraycontro

5、llertestanalysis,testresultsshowedthatcropsprayerinworkingcondition,gooddynamicperformaneeofthecontrol1er;Finally,accordingtochangesinsimulationspeed,real-timerecordingcontrolf1ow:rate,theactualflowrateandsprayamountsetthcorytoanalyzetestresuItsshowthatcropsprayersprayvolu

6、mecontrollertomeetthesetrequirements.Keyword：precisionagriculture;spraycontrol;farmlandoperation;Received：2017-03-210引言精准农业已经被国内外广泛关注并大力推广，是农业信息技术与农业生产相互结合的一种新型农业，而变量喷雾则是精准农业中重要的组成部分。我国农药牛产技术处于国际领先地位，但农药利用率低，植保机械技术落后，造成农产品农药残留量超标及环境污染问题口益严重。据农业部2015年统计，我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物农药利用

7、率为36.6%,美国粮食作物农药利用率大体在50%,欧洲主要国家粮食作物农药利用率大体在65%,比中国高出15~30个百分点。我国多数地区仍以背负式手动喷雾器作为主要的喷雾植保器械，而欧美等国家多采用喷杠变量防飘喷雾技术，极大提高了农药的利用率。因此，本文针对我国农药利用率低的问题，设计出一种稳定性高、可靠性强的精准变量喷雾控制器。1精准变量喷雾控制系统总体设计精准农业基木技术思想如图1所示。该系统主要由药箱B、水泵D、二通电磁比例阀P、压力表Ml、流量计F、压力传感器M2及精准变量喷雾控制器PW-1组成,如图2所示。试验时，根据试验要求对

8、精准变量喷雾控制器PW-1进行设定流量值。启动水泵D并抽取药液，通过二通电磁比例阀P进行流量的调节，压力表Ml可以实时监控管道内压力值是否为额定工作压力，流量计测实际流量值并将信