基于模糊PID控制的自适应喷雾系统设计与试验

针对现有果园风送式植保喷雾机的定量喷药装置,设计了一种基于模糊PID控制的自适应喷雾系统并进行分析试验。对喷雾机的结构进行设计,完成控制系统布置,使用模糊控制器对PID参数进行优化,并通过与传统PID控制器的仿真分析对比验证了模糊PID的控制效果。研究了自适应喷雾系统在实际作业过程中的喷洒效果,并验证了该系统在保证喷洒效果良好的情况下比连续喷药节约药液30%以上。该系统节省了劳动力,单人即可操作此风送式植保机。     

基于PID控制技术的喷雾机均匀化作业设计

针对喷雾机作业过程喷雾均匀化程度较低的问题,基于PID控制技术对喷雾机均匀化作业进行了设计。该喷雾机为智能喷杆喷雾机,主要组成为转向控制系统、智能平衡控制系统、变量施药系统和显示系统。喷雾机的电机采用PID控制器进行控制,利用PID控制算法—积分分离算法对电机进行闭环调速,保证喷雾机的均匀化作业。为验证喷雾机的作业性能,对其进行平衡和均匀化试验验证,结果表明:其平衡性能和均匀化作业性能良好,能够满足喷雾机的作业要求。     

基于机器视觉的高地隙喷雾机自动导航系统设计

针对高地隙喷雾机在玉米中后期喷药植保作业对行难的问题,设计了一种基于机器视觉的高地隙喷雾机自动导航系统,并进行了可行性分析和仿真试验.系统整体由前置的CCD摄像头、车载计算机、STM 32微控制器、蓄电池组、步进电机及控制器,以及传感器模块组成,通过Labview编程软件实现程序的开发及数据的储存工作,车载计算器进行图...     

基于不同电机的拖拉机自动导航转向控制系统性能对比

为了提高拖拉机在农田环境中自主导航作业的控制精度,设计开发了3种基于不同类型电机的方向盘转向控制系统,在分析步进电机、伺服电机和步进伺服电机3种电机的参数及其性能差异的基础上,设计了拖拉机自动转向执行机构,并配备了工控机PC、PLC控制器、前轮转角检测机构和GNSS定位系统等设备。设计了工控机车载终端软件,能够实现自动导航的嵌套双闭环控制及相应PID控制算法,设计了控制系统的电气原理图和PLC转向程序,在混凝土路面和田间播种作业两种工况下进行了拖拉机自动导航实验。实验结果表明,当拖拉机作业速度为0. 8 m/s时,两种实验条件下,步进电机导航系统的均方根误差分别为8. 81 cm和12. 09 cm,伺服电机导航系统的均方根误差分别为4. 85 cm和10. 55 cm,步进伺服电机导航系统的均方根误差分别为4. 54 cm和5. 53 cm,步进伺服电机在方向盘转向控制系统中自动导航效果较好。     

自走式果园风送喷雾机的研制

针对我国果园施药生产现状,研制一种自走式果园风送喷雾机。该机包括底盘、传动系统、液压系统和作业组件;传动系统采用分路传动,并实现各传动装置独立工作;作业组件包括雾化装置、风送装置及控制系统等;同时完成果园喷雾机底盘的抗侧翻设计。试验考核和示范应用结果表明:该机性能稳定、作业顺畅,在喷雾压力1.0MPa、风机转速1 450r/min、行驶速度1.13m/s作业条件下,树冠内部枝叶正、反面平均有61.22%、20.9%的药液附着率,树冠外部枝叶正、反面平均有77.22%、37.17%的药液附着率。     

四轮转向喷杆喷雾机平移换行导航控制系统设计与试验

针对传统喷杆喷雾机在转弯、换行过程中调头空间有限、转向半径大、易碾压作物等问题，提出了一种可利用车辆平行移动来实现换行作业的控制方法。基于平移换行方式设计了四轮转向喷杆喷雾机的导航控制系统，该控制系统采用RTK(Real time kinematic)定位模块和姿态传感器进行组合导航，以喷雾机位置信息和姿态信息作为输入，在四轮转向运动学模型基础上，结合运动学解算实现了喷杆喷雾机非转弯调头换行的自动导航跟踪控制，根据喷雾作业要求设计了基于有限状态机的自动作业策略。开展了传统PID(Proportion integration differentiation)控制器与单神经元PID控制器的实地对比测试。在常规方形硬质平整地块试验时，搭载常规PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为7.63、4.27 cm,而搭载单神经元PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为6.48、3.24 cm。在常规方形田间地块试验时，搭载常规PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为11.01、6.66 cm,而搭载单神经元PID控制器的...     

丘陵果园自走式小型靶标跟随喷雾机设计与试验

针对丘陵果园传统大型施药装备入园难、施药劳动强度大、作业效率低及药液浪费严重等问题，根据丘陵果园农艺特点和病虫害防治需求，设计一种丘陵果园自走式小型靶标跟随喷雾机，可配合植保无人机作业，提升果树冠层药液覆盖效果。喷雾机上集成靶标探测追踪系统与自主导航系统，靶标跟随喷雾机构采用双喷头联动式设计，喷雾角度与高度的调节范围根据雾滴运动规律进行确定，实现了果园植保自主作业。果园试验结果表明，对靶喷雾时果树冠层不同高度叶片正面的平均雾滴沉积个数变异系数为34.22%，同一高度不同采样点叶片正面的平均雾滴沉积个数变异系数为34.56%，相比于非对靶喷雾，喷施用水量、地面流失量与冠后飘移流失量分别降低26.70%、84.93%和53.50%，在减少药液浪费的同时，有效提高了果树冠层中下部叶片正面的雾滴分布均匀性。     

基于单片机的步进电机控制系统仿真设计

利用Proteus仿真软件实现了基于单片机的步进电机控制系统仿真设计。详细分析单片机控制步进电机的硬件设计原理,介绍了编程思路,并在Proteus中完成了软、硬件的联合仿真调试,给出了仿真运行结果,电路及驱动程序对相应的实际应用系统具有一定的借鉴作用。     

3WGZ-500型喷雾机对靶喷雾系统设计与试验

为了提高果园喷雾的农药利用率,减少因农药地面流失而造成的环境污染,针对果园传统连续喷雾作业时存在过量喷洒和树间无效喷雾的特点,基于3WGZ-500型风送自走式喷雾机设计了自动对靶喷雾系统。该系统采用超声波传感器测距方式探测果树(传感器量程为0.35~2 m,发射角为60°,喷药机两侧分别以15°均布5个)。根据传感器信号,控制与相应位置喷头对应的上、中、下3组管路电磁阀的开合,实现自动对靶喷雾。以5 a树龄的苹果园为试验对象,在喷雾压力0.5 MPa时,开展不同作业速度(1.3、1.7、4.5、7.2 km/h)下果树冠层的有、无对靶喷雾试验,并与传统喷雾机喷药对照,结果表明:作业速度对3WGZ-500型喷雾机有、无对靶喷雾时的农药利用率影响不大,自动对靶喷雾系统开启时的农药利用率为35.8%,比关闭时的27.6%提高了29.7%,较传统喷雾机18.7%的农药利用率提高了91.4%,可大幅减少农药用量;3WGZ-500型喷雾机在不同作业速度的农药地面流失率十分接近,有对靶时地面流失率平均13.3%,相对无对靶时的18.86%降低了42%,说明对靶喷雾系统有效降低了对生态环境的污染。     

基于单片机的步进电机控制系统研究

近年来,随着对步进电机控制系统研究的深入,我国积累了较多的步进电机控制系统设计经验,拓宽了步进电机的使用范围,取得了较好的应用效果.笔者结合当前已有的研究成果,概述了步进电机的基本结构和工作原理,分析了基于单片机的步进电机控制系统设计要点,并以STC89C52单片机为例,详细探讨了步进电机控制系统设计,仅供参考.     

南疆红枣枣园喷雾机控制系统的设计

为实现通过控制直流电机,达到调节枣园喷雾机喷杆机架垂直高度与水平距离、控制喷雾压力与行走速度、以适应南疆地区红枣枣园喷雾作业要求的目的,从硬件和软件两个方面,设计了一种以STC89C52单片机为核心的遥控电机控制系统,并进行仿真与测试。结果表明:软件与硬件电路连接合理,程序运行稳定可靠,可以实现5台电机的调速转向控制,满足系统设计要求。     

基于超声波传感器的喷杆位姿控制系统

对喷杆位姿进行控制是提高喷杆喷雾机喷施质量的有效途径,为了使喷杆喷雾机在田间作业过程中喷杆与作物冠层保持正确的位姿,设计了一种以AT89S52微处理器为核心的喷杆位姿控制器,采用两个HT-BEF2503超声波传感器检测喷杆两端与作物冠层之间的高度差来获得喷杆相对于作物冠层的倾斜角度,通过控制角度调整液压缸的流量和方向来实现喷杆位姿的控制。同时,对喷杆喷雾机的总体结构以及液压系统原理进行了分析,阐述了超声波传感器检测喷杆位姿的原理,给出了位姿控制系统的硬件结构和软件的实现流程图,并对控制算法进行了设计。在喷杆喷雾机上应用该控制系统,可以很好地实现喷杆位姿的实时控制。     

基于单片机的步进电机控制应用研究

论文提出了一种基于单片机的步进电机控制系统及接口电路,设计了控制系统硬件,并给出了部分控制程序。步进电机控制系统由89C51单片机、步进电机控制器ST-2HB02X(驱动器)和两相步进电机42GYBH107组成。分析了细分驱动技术并利用具有细分控制的控制器与单片机接口,实现对步进电机有效控制,用汇编语言编写程序实验了步进电机的驱动、启停和转速调整等。     

基于PLC的红花花丝采摘控制系统设计

针对目前红花花丝采摘难度大、作业效率低等问题,设计了一种基于PLC适用于大规模机械作业的红花花丝采摘控制系统。该系统使用HC-HR04超声波测距模块与Arduino构成的超声波测距仪检测红花采摘区域,使用E6B2-CWZ1X旋转式编码器测量采摘机构的行程,使用FX_(3U)三菱PLC通过步进电机驱动器控制3个步进电机协同工作,完成红花花丝的夹持、采摘、传送和收集。使用GX-Works2软件编写程序,并使用SolidWorks三维软件建立采摘机构模型。该系统初步实现了红花花丝采摘的自动化控制,促进了红花花丝采摘由人工采摘向机械采摘的转变,有利于红花产业的发展。     

风送式果园喷雾机安全作业质量要求

1作业范围本标准规定了风送式果园喷雾机的作业质量、试验方法和检验规则。本标准适用于由拖拉机牵引、悬挂或自走式的,采用液力雾化,由气流辅助喷雾的喷雾机,用于果园病虫害防治时的作业质量评定。2主要技术内容2.1作业条件(1)果园中果树种植行距应大于喷雾机最大宽度的2倍以上,且地头空地的宽度应不小于机组转弯半径。     

基于单片机的步进电机调速研究

论述了步进电机的工作原理,控制系统的设计,分析了步进电机加速启动和减速停止的实现方法,并对步进电机的调速原理进行研究,为步进电机的应用提供参考.     

“Π”型循环喷雾机防飘性能试验

为适应篱架型作物病虫害防治要求,研制了能够将未沉积在靶标上的农药雾滴截留回收再利用的循环喷雾机,并与传统果园风送喷雾机进行了防飘性能对比试验。结果表明:在作业行下风向,"Π"型循环喷雾机空中飘失的药液比传统果园风送喷雾机减少了97.9%;在飘失距离内的地面飘失量比常规果园风送喷雾机减少了99.3%。     

Anti-drift Performance Experiment of Ⅱ-type Recycling Tunnel Sprayer

为适应篱架型作物病虫害防治要求,研制了能够将未沉积在靶标上的农药雾滴截留回收再利用的循环喷雾机,并与传统果园风送喷雾机进行了防飘性能对比试验.结果表明:在作业行下风向,“Ⅱ”型循环喷雾机空中飘失的药液比传统果园风送喷雾机减少了97.9％;在飘失距离内的地面飘失量比常规果园风送喷雾机减少了99.3％.     

一种新型移栽机苗盘输送机构控制系统设计与验证

送苗装置是移栽机的核心部件。为此,针对现有的苗盘架结构与输送方式,设计了一种控制苗盘横向与纵向进给的控制系统;取苗手结束一次取苗后,控制核心根据取苗手传感器给出的信号控制苗盘按运动顺序横向或纵向移动。控制核心选择Arduino控制板,苗盘横向移动由与步进电机连接的丝杠滑台实现,纵向移动由步进电机带动链轮和链条实现。试验结果显示:苗盘输送系统能够完成穴盘输送作业,位移误差小于5%。     

自走式喷雾机自动控制系统的研制

根据小型自走式喷雾机在田间固定轨道完成自动行走以及自动喷雾的作业要求，成功研制了基于单片机的喷雾机自动控制系统，利用线性霍尔器件，成功设计了可以远距离检测到磁标志的位置传感器，解决了田间喷雾机移动位置的信号传感问题。该控制系统可以实现自走式喷雾机的运动及喷雾控制。