集装箱植物工厂研制与试验

针对植物工厂投入成本高、内部运行成本高和可移动性差等现状,开发了一种集装箱植物工厂。集装箱植物工厂由模块化栽培设施构成,主要包括栽培系统、补光系统、环境调控系统、营养液系统和控制系统等。生菜栽培试验结果表明,集装箱植物工厂可用于蔬菜生产种植,其产量和品质具有一定的提高。      

草莓集装箱植物工厂设计与应用

集装箱植物工厂具有可移动性强、使用地域广泛、环境可控、高密度种植和周年生产等优点。简要叙述北京市农业机械研究所有限公司设计开发的一种草莓集装箱植物工厂,该植物工厂整体设计形式呈现模块化,重点围绕栽培系统、补光系统、环境调控系统、营养液循环系统及控制系统进行创新设计,并对栽培环境进行测试。该系统在北京市通州区进行运营生产,试验及运营结果表明:草莓集装箱植物工厂可以用于草莓栽培,为集装箱植物工厂种植栽培拓宽思路;该草莓集装箱植物工厂的设计方案合理,系统配置科学,光能利用率高,种植系统安装便捷,可提高资源利用效率,达到草莓的连年生产需求,为农户创造更高价值。      

集装箱植物工厂变频空调系统设计与应用

为解决集装箱植物工厂运行时内部温度偏高且不均匀,无法满足植物生产所需最佳温度等问题,对集装箱植物工厂变频空调系统进行设计。通过对工厂的结构组成进行统计安排,以及总负荷的计算,确定变频空调系统设计方案。通过测试室内外温度、湿度和光照,结果显示,明期集装箱内温度总平均值为26.3 ℃,湿度总平均值为44.8%,光照总平均值为12 082 lx,满足集装箱植物工厂的设计要求。该设计可加快集装箱内的降温速度,实现温度的精确控制。      

牧草集装箱植物工厂的研发与应用

牧草生产受自然条件限制,在北方冬季,家畜只能采食青干饲料,其营养成分不能充分满足家畜生长需要。针对上述情况,北京市农业机械研究所有限公司进行了牧草集装箱植物工厂的设计开发,通过智能调控系统,达到温、光、湿、气、水、肥的精准控制,摆脱了牧草种植对自然条件的依赖,实现牧草周年高效生产。      

全人工光型集装箱植物工厂新疆雪菊栽培技术

雪菊是一种具有重要药用价值的一年生草本植物,近年来逐渐被开发利用,市场前景广阔。集装箱植物工厂自动化程度高且受外界环境限制小,可实现作物周年连续性生产,是未来农业发展的必然趋势之一。该文总结了全人工光型集装箱植物工厂新疆雪菊基质栽培和营养液栽培相关技术,包括育苗盘及水培箱消毒、基质配比及营养液配制、播种、定植和后期管理等方面内容,旨在为雪菊产业现代化发展提供技术理论依据。      

集装箱植物工厂新风空调一体化系统设计与应用

针对集装箱植物工厂运行时内部空气无法自动过滤、温湿度不均匀及无法满足植物生产所需最适宜环境等现状,北京市农业机械研究所有限公司进行了集装箱植物工厂新风空调一体化系统设计,以解决集装箱植物工厂内环境净化难题,达到高效节能的目的.     

植物工厂环境控制技术研究

植物工厂环境控制包括营养液配制系统、灌溉系统、通风系统、温度控制系统、移栽机器人及视觉摄像系统,以及计算机控制系统的软硬件构成。对上述系统进行了介绍,并提出了我国植物工厂研究应注意的问题。随着科技进步和国民经济发展,植物工厂技术的应用得到快速推进。植物工厂是现代农业发展的高等级阶段,是一种高技术、高投入、高产出、装备精良的生产体系,植物工厂车间是比较完善的保护地生产设施,利用这种设施可以人工控制环境条件,一年四季进行各类花卉、蔬菜和水果的生产。20世纪以来,科技进步特别是大数据、互联网+、物联网等技术的发展和应用成本的降低,植物工厂车间环境调节和控制技术水平不断提高,植物工厂车间智能综合环境控制系统,在美国、韩国、日本、荷兰、法国和加拿大等国家获得飞速发展,已经进入互联网智能化阶段。     

植物工厂自动化物流系统的设计

针对当前植物工厂自动化程度低、人工参与易携带病菌造成污染的问题,开发自动化物流系统,对关键部件输送机构、直角坐标机械臂、末端夹持机构、升降机构、双层栽培架和转向机构进行设计,实现移栽和收获工作过程中苗床的自动搬运.种植区域无人化,有效解决由于工人进入栽培室内作业而带来的病菌污染、作业安全隐患和劳动力成本上升等问题,提高...     

浅谈植物工厂喷灌系统智能化

针对目前温室喷灌系统控制方式简单,自动化、智能化程度低的现状,提出在植物工厂环境下喷灌系统智能化的构想。从大数据、云计算、深度学习三方面对喷灌系统智能化进行了简单阐述。     

小型植物工厂控制系统设计

采用单片机对植物工厂的环境因素及培养架进行控制,以实现对植物自动化培养。根据植物工厂中的温度、湿度以及二氧化碳浓度,设计了一种能够实时测量植物工厂中的环境变量,并且当环境变量超出限定范围时,能够执行降温,除湿以及增加二氧化碳浓度等功能的环境控制系统。同时,还设计了一种能够将培养架高处植物移动至指定位置的培养盆取放控制系统。     

液压榨油机自动控制系统的设计

农村传统的榨油方式繁琐笨重、费力耗时且操作不方便.为了减轻劳动者的劳动强度,提高工作效率,结合液压榨油机工艺的实际要求,设计了一套液压榨油机榨油控制系统.该系统具有操作简单、运行可靠和经济实用等特点.其工作过程是:在液压榨油机工作前,操作者可以根据总榨油时间的长短在时间继电器KT1上设定好总的工作时间,系统连续工作的时间达到设定时间时,时间继电器KT1的常闭触点断开切断电源,整个系统停止工作.在总的榨油时间内,该控制系统会控制榨油机进行几个间歇循环的榨油工作,并具有对电动机进行过载、断相和过压报警保护等功能.     

基于FPGA的植物工厂控制系统研究

提出了一个植物工厂控制系统的设计方案,并对方案的硬件实现进行了详细的阐述.系统的现场单元采用基于NIOS的嵌入式处理器为核心器件,以充分发挥基于FPGA的Nios Ⅱ处理器的优势.由FPGA-EP1C12Q240C8完成数据采集、数据处理及气候环境参数调节等控制功能,并把数据通过串口传送给主机(PC机),从而实现控制系统的数据处理、监控和维护等功能.     

JPWZ-1型微型植物工厂的研制

针对未来城市家庭蔬菜栽培和种植的需要,研制了一种适合于楼宇、家庭使用的微型植物工厂——JPWZ-1型微型植物工厂。JPWZ-1型微型植物工厂是将大型植物工厂的各项技术集成在一个小型化栽培空间中,利用温湿度精准控制、人工补光及营养液循环供养等方式种植和栽培叶菜类蔬菜作物。JPWZ 1型微型植物工厂控制系统利用S7-200PLC作为控制器,利用TPC7062K触摸屏作为人机界面,利用PID控制模式控制栽培区的温湿度环境。JPWZ-1型微型植物工厂功能齐全,布局合理,操作简单,能够让身处都市的人在家中栽培出周期短、品质高和无污染的蔬菜。      

农用车辆自主导航控制系统设计与试验

集成软硬件系统搭建了一套农用车辆自主导航系统并进行了试验研究。硬件系统包括传感器、执行器和CAN-Bus通信网络;软件系统基于Windows操作系统、Visual Studio 2005开发环境,采用多线程编程技术开发。依据运动学规律建立了车辆运动模型,依据转向机构闭环响应曲线辨识了转向系统闭环模型,综合2个模型确立了航向与横向控制系统开环传递函数,基于PID理论设计了航向与横向控制器。试验结果表明:软硬件系统运行稳定;初始航向偏差在-86°与84°时,调节时间均在2 s以内,稳定后航向跟踪的精度均在1°以内;初始横向偏差在0.7 m和1.2 m时,横向偏差的最大值分别为10.4 cm与9.2 cm,横向偏差平均值分别为6.4 cm与3.5 cm,横向偏差标准差分别为2.6 cm与1.7 cm,横向控制器能够使系统平滑稳定地跟踪期望路径,跟踪精度在厘米级。     

推土机铲刀自动控制电液系统设计

针对推土机传统作业存在的作业质量差和劳动强度大等问题,在推土机铲刀原有液压驱动系统的基础上,以AT89S52单片机为核心,改进设计了推土机铲刀电液系统,旨在实现推土机手动/自动控制的切换和利用力/位调节实现对铲刀更精确的控制。该系统可实时检测铲刀位置和作业阻力,通过电控单元、利用模糊PID控制算法实时调整脉宽信号的占空比,来调节电液比例换向阀组中先导阀出口压力,进而控制主阀阀芯的动作,从而自动地调节铲刀升降。对系统进行的仿真结果表明:系统跟随性好,响应平稳。     

喷杆喷雾机旋翼悬浮式喷杆自动调平控制系统研究

现有的大型喷杆喷雾机的喷杆大多采用传统桁架结构,随着喷杆长度的增加,配套机构、设计复杂度及整机质量相应增加,整机质量大,农田中行走的通过性差,陷车风险高;喷杆平衡控制难度加大,降低了整机的可靠性和便利性;特别是在水田喷施作业中,大型喷杆喷雾机的功能受到很大限制。本文提出了一种旋翼悬浮式喷杆,分别融合地面机械高续航、载重大和空中无人机作业灵活、受地形地貌限制小的优点,并设计了自动调平控制系统以实现喷雾机喷杆在喷施作业过程中保持水平姿态。分析了喷杆的受力情况,对自动调平控制系统进行了辨识和建模,采用“陀螺仪+激光雷达”进行双传感器融合控制的方式,开展了旋翼悬浮式喷杆自动调平控制算法的仿真试验、台架试验和田间试验。试验结果表明：采用双传感器融合的模糊PID控制算法优于单传感器的角度PID控制算法,可较好地避免出现失稳状态;在田间试验中,当喷杆进入稳定状态后,整根喷杆各点离地高度均值在1.4~1.5m之间,标准差不大于0.1027m,具有较好的水平度;所采集的10个不同时刻喷杆各点高度均值的变异系数为1.40%,说明喷杆悬浮高度的稳定性较好。该研究验证了旋翼悬浮式喷杆作业方法的可行性。     

基于模糊理论的参数自适应PID智能控制系统

针对平地机进行刮平作业时无法实现稳定恒速控制的问题,提出了基于模糊理论的参数自适应PID算法的行走智能控制系统,并完成了将该算法应用在平地机的控制系统中协调解决作业时油门大小、档位和恒速控制问题。同时,为验证参数自适应PID算法对整机运行参数实时监控的有效性和可靠性,系统采用单片机作为控制器,通过Mat Lab软件的Simulink仿真,分别对平地机作业恒速控制设定干扰信号、参数自适应过程性能以及不加PID、加PID、自适应模糊PID3种控制方式进行了恒速控制效果对比分析。测试显示:该系统响应时间短、速度较快,具有良好的工作稳定性和可靠性,能够满足设计要求。     

植物工厂中移动平台导引系统的路径校正控制方法研究

在植物工厂的物料自动化运送中,自动导航系统非常重要。为此,针对移动平台在行驶过程中出现偏离误差较大的问题,采用磁感应传感器搭建导航系统,并对采样信号进行插值处理,并采用模糊控制方法。通过Simulink对信号采集过程进行仿真分析与优化,得到了较为合理的模糊控制算法,建立了一套路径校正的系统。利用STM32系列单片机搭建了控制系统,并进行了道路行驶试验。试验结果表明:该系统能够对行驶路径进行校正和追踪,模糊校正的直线行驶能力提高了20.13%,稳定性提高了17.24%,均值直线行驶偏差μ控制在5 mm以内,具有较高的精度和稳定性。     

温室自动控制系统的设计

简要介绍了温室自动控制系统的组成及工作原理,并进行了系统的硬件设计与软件设计.试验结果表明,系统操作简便,工作可靠.     

电力系统无功电压综合优化控制方法研究

在探讨无功电压综合优化控制研究现状的基础上,从传统研究方法和人工智能研究方法2方面,介绍国内外无功电压综合优化控制方法的原理、发展历程、优势及存在的问题,为提高电力系统无功电压综合优化控制水平提供参考。