精准农业液态肥变量施用控制系统的设计

以单片机为核心器件,根据当前位置的施肥量,通过流量计对流量进行采样,将目前机具速度与获取的决策数据综合运算,将施肥量由数字量转变为液体的流量输出,构成闭环反馈调节,控制电动执行器的开度,从而实现变量控制施肥量。课题的研究意义在于把自动控制的理念应用到农业生产中,以提升我国农业的现代化、电气化、自动化。     

温室内作物输送营养液成套设备的研究

温室内作物输送营养液成套设备由控制设备、营养液进入管路、营养液吸出管路、蓄液池、滴灌设备组成,利用单片机接收每一套设备中的浮动阀和排液阀的反馈信号并控制主泵和每一套设备中的吸液泵的开关,从而调节各个蓄液池内的营养液的流量和对滴灌设备内营养液的流量进行定时、定量控制,使温室内的作物可以长期维护于最佳营养状态。     

小型无人机机载农药变量喷洒系统设计

基于脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）技术设计小型无人机机载农药变量喷洒系统,主要由药 箱、喷头、液泵及喷洒控制器组成,通过调整PWM 喷洒控制信号的占空比,改变液泵的工作时长,从而实现变量喷 洒。基于常量喷洒流量指标和机载喷洒系统的覆盖范围,确定PWM 频率为1 Hz,并建立了该频率下占空比与喷洒流 量之间的3 次多项式关系模型,模型决定系数达到0.9944。以关系模型为指导,分别测试了0.3、0.4、0.5 L/min 流量控 制指标下的变量喷洒试验效果,喷洒值和目标值之间误差分别为8.66%、4.50%和1.60%,达到变量喷洒控制的目的。     

基于磁流变液的农用变量喷头设计及试验

【目的】为实现农作物保护区的变量喷洒,设计一种基于磁流变液的农用变量喷头。【方法】根据磁流变效应理论设计变量喷头的机械结构,并利用软件仿真对结构进行参数优化。然后设置不同线圈电压和磁流变液注入量进行流量测试,分析线圈电压、磁流变液注入量对喷头流量的影响。【结果】隔膜泵泵压恒定在0.3 MPa,当磁流变液注入量从0增加到2.5 mL,喷头流量随之减小。在24 V线圈电压下流量减小最少,为14.29%;在0 V电压下流量减小最多,为28.57%。当磁流变液注入量恒定在1.5 mL,线圈电压由0升高到28 V,喷头流量增加了25.00%。【结论】基于磁流变液的变量喷头可以通过控制外部磁场实现变流量控制,可用于精准农业喷施。     

基于VB与单片机干燥温度测控系统的实现

为提高农产品的干燥效率及质量,采用STC89C52单片机作为干燥过程热风温度控制的核心,利用DS18B20数字温度传感器实时采集干燥热风温度等方法,研究了基于VB与单片机的干燥温度测控系统。结果表明:0～10V模拟电压信号控制变频器可调节循环水泵电机转速,进而调节进入风机盘管机组的热媒流量;用高低电平信号控制继电器通断,可实现风机盘管机组3种不同风量的转换,最终达到对干燥过程热风温度的控制。实际应用中,热风温度波动小,与自然晾晒相比干燥效率显著提高,干燥时间减少近30h。     

温室自动变量施药系统设计

针对温室内手动施药喷雾质量差、容易造成施药人员中毒的问题,基于AT89S52单片机开发环境设计温室自动变量施药系统;研究了喷杆行走速度和喷头流量对作物单位面积雾滴沉积量的影响。实验结果表明:所设计的温室自动变量施药系统可根据上位机对CCD采集的病害信息处理结果,对喷杆行走速度和喷头流量进行控制,实现无人自动变量施药;在喷头型号、喷雾压力一定的条件下,改变喷杆行走速度和喷头流量可使单位面积雾滴沉积量的变化范围为0.27~0.76μg/cm2,很好地实现了自动变量喷雾;单位面积雾滴沉积量与喷杆行走速度和喷头流量均呈线性关系,相关系数R2均大于0.99。     

基于单片机的注入式混药控制系统设计与实验

针对电磁泵注入式施药装备设计了基于AT89S52单片机的控制系统,通过电压转化电路、电压频率采样电路、光耦隔离电路和变频输出电路来实现对直流电磁泵输入电压的控制,实现单位时间内电磁泵流量的控制,达到不同混药比的目的。同时,扩展了人工按键控制电路部分,构成一套完整的注入式施药控制系统。实验结果表明,该套控制系统能够较好地保持与基频同频,变频控制的误差整体小于1.22%,系统工作稳定,调节频率准确。     

固井水泥车600型泵柱塞润滑系统的设计要求

针对固井水泥车上的600型柱塞泵,提出了盘根润滑系统(油箱、气控润滑油泵、串联安全阀、盘根润滑管线、流体控制针形阀、高压单向阀)及柱塞润滑油(推荐使用的润滑油、柱塞泵的启动与闲置润滑、柱塞润滑系统的油滴速度、盘根润滑系统的调整)的设计要求,该设计要求有利于延长泵的柱塞和盘根总成使用寿命。     

汽车ABS波动效应负载发生装置的研制

为了分析管路压力传递特性,优化系统结构,提高控制品质,采用系统集成的方法研制一套ABS波动负载发生装置.在有、无ABS作用时,进行了试验,获取的数据为柱塞泵的选择与校核提供了依据,根据泵的最大工作压力和最大流量等参数,选择了驱动电机,并设计了驱动电路.装置可为管路液压参数辨识及系统分析提供硬件支持.     

螺杆型施肥泵特性及降维简化方法研究

精准配肥是当前水肥一体化研究中的1个关键问题,它可以实现作物营养按需供给,同时也能够提高肥料利用率,对施肥泵特性的分析是实现精准配肥的前提。螺杆泵具有结构简单、造价低、体积小,安装检修方便的优点,适用于黏性较大的液体,易于实现流量的精准控制。笔者针对GQS型潜水螺杆泵进行研究,测定了其特性,建立了流量、压强和电压3个变量之间的关系模型,并通过边折叠算法对其进行了降维简化。试验结果表明,与原模型相比,使用简化模型后,平均误差保持在3%之内,单片机运算速度提升了54.8%,实现了快速控制,提高了配肥效率,该方法为实现精准高效配肥提供了1种有益的参考。     

径向柱塞式变量液压泵的结构及工作原理

采用径向柱塞式变量液压泵作为主泵的闭心恒压式液压系统,其最大优点是能根据实际作业需要自动改变流量输出。就径向柱塞式变量液压泵的基本结构和工作原理进行了详细分析,以供实际使用中参考。     

控制系统的优化设计方法：直接结构参数法

本文介绍一种控制系统优化设计的方法——直接结构参数法。此方法与传统的优化设计方法不同,它把目标函数的计算建立在结构框图仿真方法之上,可以对某些具体结构参数寻优。文中给出了优化算法的数学描述;给出了寻优程序框图。最后以恒压泵变量机构为实例,对YB-20AH型柱塞式恒压主量泵变量机构进行了寻优设计,并取得了良好的效果。     

模糊控制在库鄯输油管道中的应用

以库鄯输油管道首站主泵控制系统为例，对输油主泵的控制原理、设计方案及实际应用程序进行了分析，指出对于单输入、多输出的主泵控制系统采用模糊控制优于传统的PID控制。经库尔勒首站输油主泵实际应用证明，模糊控制系统具有较好的稳定性，比较适宜在复杂的非线性、时变性、不确定性的控制系统中应用。     

基于H桥驱动电路的半导体制冷片恒温控制系统

设计了一种以单片机HT46R47为核心,半导体制冷片为发热制冷体的智能恒温控制系统.通过H桥驱动电路控制半导体制冷片进行加热或制冷,实现了自动恒温控制.     

基于GPS土壤水肥检测系统的探讨

精确农业是利用重要的作物参数和农业知识专家库来优化生产系统管理,基于GPS土壤检测系统是精确农业的一个重要组成部分,通过它来检测确定地段的土壤水肥信息,根据检测结果来控制不同的投入水平.检测系统的信号检测是由检测传感器、参考传感器、阻容脉冲转换电路、单片机、RS485通讯模块、GSM模块、数字温度传感器、工业控制计算机等单元组成.检测电容与参考电容分别产生脉冲信号,脉冲数与电容的容值负相关,在一定时间内两脉冲序列的脉冲之差与待测土壤的水肥也负相关.单片机通过计数器检测在一定时间内的脉冲数差,将此数连同数字温度传感器产生的温度测量值通过GSM模块发给上位机.上位机对数值进行归一化处理后,采用BP神经网络进行非线性校正和温度补偿,产生土壤水肥测量值.     

液压挖掘机功率优化电控系统的设计

为提高液压挖掘机的能量利用率并更好地节省燃料,采用功率优化电子控制系统对发动机和液压油泵系统进行综合控制,使二者达到最佳匹配。该系统主要由单片机、传感器、直流伺服电动机和电磁比例阀组成,其中电机可带动油门拉杆进退以调节油门的大小;电磁比例阀的开度又与油泵斜盘的变量活塞所受的控制压力有关,可通过对比例阀阀芯开度的调节来改变斜盘倾角,以达到控制油泵吸收功率的目的。该系统在控制机工作时,可通过对油门和油泵吸收功率的控制使发动机始终保持在额定转速附近,发挥最大有效功率,达到功率优化目的。     

蓄电池充／放电控制与测试系统的设计

本系统是为配合新型蓄电池的研制而开发的一套测控装置，采用微机与单片机之间的通信，由ＰＣ机对单片机的各项测控功能予以设置，同时监视存视，绘图，打印单片机采集的数据，系统功能齐全，稳定可靠，经济实用，是新型蓄电池性能测控的有力工具。     

基于单片机的昆虫热特性测量控制系统的设计

为了研究昆虫的热特性,以单片机、可控硅及DS18B20数字温度传感器为核心设计了一套昆虫热特性测量控制系统。其中,采用DS18B20数字温度传感器采样被检测的温度,以可控硅过零触发调功方式调节加热板的加热速率,分别用C语言和VB 6.0设计了相应的单片机程序和人机交互界面。该系统人机界面友好,能实时显示昆虫在加热过程中的温度并能绘制出温度随时间变化的曲线。     

工频与变频输油泵并联运行的流量调节

介绍了长输管道工频输油泵与变频输油泵并联运行工况下,管道输油量的调节.分析了工频输油泵、变频输油泵单独工作和并联工作的系统压力、流量的变化情况,指出在工频输油泵与变频输油泵并联运行的工况下,需要通过调节输油泵阀门开度与变频输油泵的转速来保证系统稳定运行.针对调节工频输油泵阀门开度存在节流损失的问题,认为对工频输油泵叶轮进行拆级改造是一种可行的方法.     

变频软启动控制方式在高位栈桥装车中的应用

针对吐哈油库低位置输油、高位置装车过程中存在的输油压力和油流不稳的问题,提出对输油泵采用变频加软启动的控制方式,通过PLC控制系统优化编程,将PID控制与开关量控制进行有机结合,并增设超压报警保护和紧急停泵保护.实践表明,变频加软启动的控制方式能有效保证吐哈油库输油泵的安全、平稳、高效运转,提高油库的经济效益.