智能有机肥施肥机设计及验证

针对有机肥施肥存在智能化程度低等问题,研发设计一种智能施肥机。整机动力部分采用液压系统和机械系统结合方式,控制系统采用FPGA技术,利用前期的数据处理得到施肥量、施肥幅宽与输肥机构挡位、控肥闸门开度和肥料落点控制罩角度关系式及施肥量和幅宽的相关性,实现施肥量、施肥幅宽的变量调节及可视控制,并可根据施肥量预测幅宽的大小。验证结果表明：该施肥机控制系统程序稳定可靠,施肥量误差为2.58%,施肥幅宽误差为3.53%,作业效果良好,各项技术指标满足农艺要求。     

基于数据拟合的温室大棚温湿度解耦控制器设计与仿真

针对温室大棚控制系统中温湿度强耦合性特点,本文设计了一种温湿度模糊PID-解耦控制器。首先,结合传统PID控制和模糊控制方法,构造了温湿度模糊PID控制器。然后,利用多项式数据拟合法建立了温湿度补偿关系式,并设计了温湿度解耦控制器。最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台搭建了温室大棚温湿度控制系统整体仿真模型,并对比分析了传统PID、模糊PID和模糊PID-解耦控制方法。结果表明:提出的模糊PID-解耦控制方法具有响应速度快、无超调振荡等特点,优化了控制系统的动态性能。     

温室智能测控系统模糊控制器设计

温室智能测控系统是一个大滞后,非线形,多输入输出变量的耦合系统,无法建立准确的数学模型,因此传统控制方法对它难以奏效,运用模糊控制策略建立数学模型特别适合于处理温室测控系统,且具有设计简单,鲁棒性强的优点,提高了温室的控制效果。     

智能温室控制系统的实现

本文介绍了智能温室控制的特点和系统构成,重点阐述了控制系统各部分硬件和功能,使系统功能更完善、更稳定、更易于操作。     

新型农家肥果园自动施肥机的设计与试验

为了解决含杂率高、含水率高的农家肥的施肥不均匀、利用率低等问题,研发了机、电、液一体化的集开沟、施肥与覆土功能于一体的新型果园自动农家肥施肥机。提出了并设计了双体独立铰笼分段配送机构,改变了配送原理;提出了深度可调偏置式开沟装置,可对开沟犁的维度进行调节,实现了施肥过程中故障的自修复控制和报警。该机操作简单,性价比高,适用于任意含水率的农家肥。多台施肥机实际作业效果表明:施肥效率可达0.400～0.534hm~2/h,是人工效率的20～40倍,显著降低了作业成本,提高了劳动生产率。     

温室智能测控系统模糊控制器设计

温室智能测控系统是一个大滞后，非线形，多输入输出变量的耦合系统，无法建立准确的数学模型，因此传统控制方法对它难以奏效，运用模糊控制策略建立数学模型特别适合于处理温室测控系统，且具有设计简单，鲁棒性强的优点，提高了温室的控制效果。     

一体化灌溉施肥机电气控制系统优化研究

为进一步提升一体化灌溉施肥机的作业效率,在明确其结构组成与工作原理的基础上,对内部电气控制系统进行了优化研究。运用PID智能调节和PLC控制理论,对整机的电气装置和自动控制系统进行优化改进,包括调节控制模块、数据管理模块及智能监测模块等,并选定优化参数进行灌溉试验。结果表明:以肥液浓度C为指标,计算机理论浓度与灌溉试验浓度均可达到设定目标浓度状态,且二者吻合较好;优化后的一体化灌溉施肥机的水利用效率和肥料利用效率分别在原基础上提高22%和13%,大大缩短了施肥灌溉作业时间,验证了此优化研究的可行性,具有一定的应用价值。     

基于分段控制策略的温室智能测控系统设

以PID算法和模糊控制理论相结合的分段控制理论为控制策略,嵌入温室作物生长模型和栽培专家知识,基于RS485总线,设计了一个分布式温室智能测控系统,对温室生产环境因子进行实时监测、分析、智能决策输出,调节温室控制设备,创造最佳的温室作物生长环境条件.实践证明,分段控制算法使控制输出准确跟踪设置值.     

智能温室电气工程设计实现

自从中国迈入新世纪以来,经济得到了极大的发展,对于科学的投入也一年比一年多,旧的生产生活方式正在被逐步淘汰,新的技术正如雨后春笋般涌现出来。在农业方面,传统的生产和作业方式已经不适应现代社会,小农经济已经不足以满足人们的生活需求,现代化工业化才是未来农业的发展方向。文章主要讨论借助自动化的智能温室在农业生产上的应用,重点对电气工程的设计做一些分析。     

基于ZigBee的温室智能灌溉执行子系统的设计与实现

为了满足温室农作物在不同生长阶段对水资源的需求,研制了一套基于ZigBee技术的温室智能灌溉执行子系统。与传统的灌溉方式相比,该系统实现了灌溉的无线化和智能化,节省了布线的成本。该系统可以根据温室内农作物的环境参数,实现智能化、精确化的灌溉。     

模糊PID控制在温室环境中的应用

目前大部分温室控制方法都需要建立比较精确的数学模型,但温室内参数变化的非线性特性使建立的模型精度受到一定的影响;而模糊控制技术不需要建立精确的数学模型,解决多变量非线性系统具有明显的优点.为此,针对温室环境的多变量、非线性和难建模等特性,将模糊控制与PID控制的优势相结合,实现了对温室环境参数的有效控制.该系统的各项性能指标良好,遇到干扰可以进行自我调整,具有一定的自适应性.仿真结果表明,模糊PID控制算法不但简单实用,而且响应速度快,超调量小,控制效果良好.     

基于WIFI的智能温室监控系统设计

设计了一套以集成了WIFI功能和ARM内核的SoC芯片GS1010为核心的智能温室环境控制系统,实现了通过无线网络对智能温室内温湿度、光照和CO2浓度的监测与调控.监控系统将采集到的数据进行汇总、显示和记录,自动生成数据库,实现了温室设备的自动控制和远程遥控.整个系统操作简单,经济适用,控制精度完全达到要求,并且接线灵活,方便与现有的有线以太网络整合.     

基于WSN的智能温室大棚自动定点喷灌系统

针对传统温室大棚灌溉智能化和自动化水平低的问题,采用无线传感器网络WSN技术设计了智能温室大棚自动定点喷灌系统。系统主要由监控中心上位机、多个温湿度监测和电磁阀控制节点、密封储水罐压力监测节点、充压机和水泵控制节点组成。通过温湿度传感器获取土壤表层的温度和湿度数据,并经过ZigBee网络将该节点ID和数据打包实时发送至监控中心上位机,一旦监测到的湿度低于设置的阈值时,会控制对应该区域的电磁阀开启进行喷灌,同时控制充压机保持储水罐内的压力为恒定值。试验表明,该系统能准确获取土壤表面的温湿度数据,实现了整个温室大棚的定点喷灌和密闭储水罐的自动补水功能。     

基于物联网和模糊PID技术的温室智能监控系统

针对温室范围广、监控点多、布线困难、且具有非线性、大延时、控制模型难以确定等特性,以CC2530为核心设计了无线传感器节点、汇聚节点及智能控制节点,实现对温湿度、光照等参数的实时采集,以Zigbee技术实现各无线传感器节点之间的数据传输;以GPRS技术实现汇聚节点与监控平台的对接,采用带Smith预估器的模糊PID控制算法实现对遮阳网、风机、湿帘、均热扇等设备的控制,经现场长时间运行表明,整个系统经济实用,控制精度高,运行稳定可靠,满足大棚生产要求。     

一种自走式施肥机变量施肥控制系统改进

针对丘陵山区现有的自走式施肥机变量控制系统存在惯性大、非线性以及不能及时响应等,传统PID控制策略很难达到精准施肥要求。为此,在建立施肥控制系统数学模型的基础上,采用模糊PID对排肥轴转速进行控制,然后在Simulink工具箱搭建该控制系统的PID仿真模型。分析、对比传统参数整定的PID控制和自适应模糊PID控制系统性能差异。模型仿真和田间试验结果表明：自适应模糊PID控制器改进后的系统模型,响应时间为0.7 s,超调量3.36%,相比传统PID控制模型具有更好的动静态特性;而且在排肥控制性能试验中,单穴排肥量误差为1.52%～5.10%,变异系数最大为4.31%,排肥量准确性和均匀性均达到要求,改进的控制系统性能更优。     

溶解混施水肥一体化装置施肥性能试验研究

为了了解溶解混施水肥一体化装置的性能,以装置出口水肥溶液浓度的均匀性作为衡量装置施肥性能的主要参数,采用控制变量法,研究滤网桶参数、进口流量及加料器对装置施肥性能的影响.结果表明:采用60目的滤网桶时,出口水肥浓度均匀系数比40目的高6.1%;采用250 mm的滤网桶时,出口水肥浓度均匀系数比150 mm的高4.3%;相比于流量为2.5,2.0 m³/h,采用1.5 m³/h时,出口水肥浓度均匀系数分别高了12.6%和17.3%;使用加料器时,装置出口水肥浓度的均匀系数比不使用加料器加肥时高了9.9%.因此滤网桶的参数、流量均对装置施肥性能有明显的影响,滤网桶网孔数越多,滤网桶直径越大,流量越小,装置出口水肥溶液浓度的均匀系数越大,装置的施肥性能越好.     

基于模糊PID的温室温度控制器设计与仿真

温室温度系统具有大时滞性、大惯性等特点,传统的控制方法效果不甚理想。为此,提出了一种模糊PID控制方法 ,可根据温度偏差和温度偏差变化率实时调整PID参数。通过MATLAB仿真表明,该控制方法可以使温室温度控制系统动态响应快、鲁棒性强、稳态精度高、超调量小、抗扰动能力强,具有良好的控制效果。     

温室智能黄瓜收获机设计与试验

黄瓜种植面积广,市场需求大。为实现在现有种植环境下的大批量高效收获作业需求,设计了一种智能黄瓜收获机,由立支架系统、收获车、单轴式简易差速装置和控制系统等主要部分组成。收获车在立支架系统的导轨上行走,单轴式简易差速装置实现变轨过程中收获车的左右驱动轮在圆弧轨道上的差速运动。智能黄瓜收获机可以通过传感器对黄瓜成熟度的进行判别,再由控制器控制收获刀具完成收获或避让落蔓过程中悬挂在导轨内侧挂钩上的黄瓜,从而完成收获过程。试验结果表明:该收获机最佳收获速度0.5m/s,最佳传感器与收获刀具之间的安装距离为87mm,黄瓜收获成功率可达97%以上,具有较好的应用前景。     

基于模糊规则的温室微喷控制系统研究

针对温室微喷系统控制算法不稳定、适应能力差等问题,利用模糊规则设计了一种平滑切换控制算法;利用阶跃建模方法搭建微喷量与空气湿度的数学模型,简化了温室空气湿度模型;最后将WiFi和ZigBee传输技术结合来搭建温室远程控制系统.Matlab/Simulink仿真实验结果表明,模糊切换控制策略比传统模糊PID控制拥有更小的...