平移式喷灌机太阳能驱动自动控制装置的研制

针对无电力供应地区在推广使用平移式喷灌机时传统机组需借助拖拉机牵引工作方式的诸多局限性,为有效利用太阳能资源、实现农业节能减排、提高机组喷洒均匀度及降低劳动投入,首先在对光伏电池特性进行PSIM仿真研究基础上,对机组分田间和地头两独立系统进行光伏容量设计;其次,按照喷灌机从取水到供水过程,考虑系统优化,设计出一种水位波动不超过30cm的实用型电极式恒水位自控装置,并应用ACS510-01系列变频器达到变频恒压喷灌目的;最后,结合喷灌机工作特点,自主设计了具备无线及手动操作功能的简单控制电路。经过对整套自控装置长期运行验证,系统工作可靠,能够满足机组操作及田间灌溉要求。     

基于分段多区间的温室夏季温湿度智能控制策略

温室环境调控能有效改善作物生产条件,为有效针对温室温度相对湿度进行精准调控,设计了一种基于物联网的温室智能监控系统,分别进行了降温、除湿、增湿和无设备运行4种处理下的试验,构建了温室无设备运行状态下温度和相对湿度变化的数学模型,通过对比同一条件下无设备运行状态的模拟值与设备调控后的实测值,定量分析出不同设备的调控能力。提出了根据作物需求分时间段、根据设备调控能力分温度区间的分段多区间温湿度调控方法,并进行了试验验证。结果表明：分段多区间控制策略可以有效地调控温度和相对湿度,全天59.46%时间内的温度处于适宜区间中,全天6680%时间内的相对湿度处于适宜区间中;设备运行稳定且未造成设备频繁启闭。分时间段多温度区间控制策略结合智能控制系统可实现远程自动控制。     

基于热量平衡方程的温室冬季温度控制策略

为解决配备空气源热泵的温室在冬季加热时温度调控不稳定等问题，该研究在对温室热传递原理进行分析的基础上，通过实测数据分别计算了温室卷被闭合与揭开两种状态下的综合传热系数、空气源热泵系统工作性能参数和雾化喷淋工作性能参数。根据温室热量平衡方程，建立了调控设备控制时间与温室环境参数间的数学关系，并以此提出了温度控制策略，系统运行时利用传感器实时采集环境数据作为输入，输出设备所需工作时间，并据此控制设备启停。经试验验证，基于热量平衡方程的控制方法能有效控制温度在目标值附近，且温度变化稳定、波动幅度小。在外部天气状况相近条件下，该控制方法的单日耗电量比基于上下限阈值控制的方法节约9.06 kW·h，占其当日耗电量的10.95%。在控制策略研究的基础上，利用典型物联网结构设计并实现远程自动控制，研究结果可直接应用于实践。