基于复合模糊PID的植保无人机变量喷雾系统设计

为提升现有植保无人机喷雾流量随飞行速度变化自适应调整的精准性，降低施药偏差，设计了一种基于复合模糊PID控制算法的植保无人机变量喷雾系统，可根据无人机飞行速度，以基于复合模糊PID控制算法的PWM调制实时调整喷雾流量。通过测试平台分别对比了此控制算法与PID、模糊PID的响应情况，并进行了无人机喷雾流量随飞行速度变化的响应测试。结果表明：基于复合模糊PID控制的系统响应较PID超调量降低63.64%,较模糊PID调节时间缩减23.08%,复合模糊PID与模糊PID的稳态误差控制在3.125%内，小于PID的4.688%;基于PID、模糊PID、复合模糊PID的喷雾系统喷雾流量平均偏差分别为2.67%、3.85%、1.90%;基于复合模糊PID算法的喷雾系统跟随飞速变化自适应调整喷雾流量的最大偏差为6.29%,满足植保无人机施药作业要求，可为农业航空精准变量喷雾系统设计提供参考。     

远射程喷雾机喷雾参数优化与试验

针对远射程喷雾机作业参数选择不当导致施药过程中药液在果树冠层附着率低及浪费等问题，以3WF-100型远射程喷雾机为试验平台，研究喷雾距离、喷射角度、喷雾压力3个因素对果树药液附着性能的影响。通过单因素试验确定3个因素取值范围，利用三因素三水平的Box-Behnken Design响应面试验分析得到了优化的远射程喷雾机喷雾参数。结果表明：当喷雾压力为0.3～0.5MPa时，雾滴沉积覆盖率达到峰值，叶面为52.5%～71.8%,叶背为27.6%～32.4%;喷射角度为30°～60°时，雾滴流可覆盖果树冠层范围；喷雾距离为2.5～3.5m时，果树药液附着均匀性及雾滴沉积密度均较高。响应面试验方差分析得知：3个因素与喷雾效果呈极显著相关(P<0.01),远射程喷雾机对果树施药作业的优化参数组合为喷雾距离2.5m、喷射角度54°、喷雾压力0.48MPa时雾滴沉积量为7.09μL/cm²,提升了远射程喷雾机的施药效果。     

模块化精量喷雾控制阀组设计与试验

针对我国现有植保机械自动化程度不高、施药均匀性差等问题，根据高地隙植保机的喷雾系统组成和技术要求，设计了模块化精量喷雾控制阀组，通过分析计算确定阀体结构以及开关阀、限压阀、流量控制阀、区段开关阀等阀体模块的尺寸参数。精量喷雾控制器能实时读取压力传感器的输出信号并进行处理，将其与上位机输入的流量指令进行比较，并将控制信号发送至电机驱动器以控制电机的动作状态来调节阀门开度，进而调节喷雾系统流量，所设计的精量喷雾控制阀组能够实现压力和流量自动调节、喷杆分段独立控制以及参数实时反馈等功能。试验结果表明：喷雾系统压力与实际流量近似满足线性关系，拟合度决定系数为0.997 5，流量值在0~50 L/min范围内，平均相对拟合误差为1.7%，标定精度能满足控制需求；精量喷雾控制阀组可调节的最大流量为40 L/min，阀门实际流量在阀门有效行程内变化较均匀，符合线性流量特性曲线关系。研究可为高地隙植保机精量喷雾控制策略提供参考。     

对靶喷雾参数对雾滴沉积分布影响试验

在对靶喷雾状态下，喷雾方式由连续转变为间歇，喷头频繁开闭会影响冠层位置的雾滴分布，分析对靶喷雾状态下不同喷雾参数对作物冠层雾滴分布的影响，为验证并完善对靶喷雾机器人整体性能提供理论依据。试验使用自动对靶喷雾机器人，采用对靶与连续两种喷雾方式，选择0.5m/s、0.75m/s、1.0m/s的行驶速度与0.3m、0.4m、0.5m、0.6m的作物间隙大小，对两种喷雾方式下不同冠层位置的雾滴覆盖率进行对比，分析不同行驶速度与不同作物间隙对对靶喷雾状态下不同位置冠层雾滴覆盖率及均匀性的影响。采用连续与对靶两种喷雾方式对相同番茄作物行进行喷雾，通过测量药液使用量来获取对靶方式相对于连续方式下的省药率。试验结果表明，行驶速度变化对对靶喷雾方式影响较大，当行驶速度在0.5m/s时，平均雾滴覆盖率可达58.4%，当速度增大到1.0m/s时下降到33%；当行驶速度为1m/s、间隙大小为0.3m时，激光雷达无法识别此作物间隙从而造成两侧冠层雾滴覆盖率较大，随着间隙的增大雾滴覆盖率变化趋势相对平稳；对靶喷雾下的前冠层雾滴覆盖率较小于连续喷雾状态下的雾滴覆盖率，在中后冠层位置能够保持基本一致。在空隙比为40%...     

精准施药技术研究进展与对策

简述了当前国内外精准施药技术的主要组成部分——自动对靶喷雾技术，以地理信息技术和实时信息与采集2种系统为例，概括了国内外自动对靶喷雾技术的研究现状。并且根据我国国情提出了我国应该加大对精准施药技术研究资金投入，迫切需要技术和人才储备。     

电磁阀异步启闭的PWM喷雾系统设计与试验

PWM变量喷雾是国内外精准农业领域的研究热点，但PWM变量喷雾过程中电磁阀的快速启闭在管路内易形成压力脉冲，致使喷头喷雾压力发生变化，导致喷雾质量下降。为了降低压力脉冲，设计了一种相邻电磁阀异步启闭的PWM喷雾系统，由移动底盘、药箱、隔膜泵、稳压罐、PWM控制器、电磁阀及压力表等组成，通过延时控制，实现电磁阀异步启闭。在室内无风环境条件下，探究了喷雾系统电磁阀前管路内压力波动特性和沉积量分布均匀性。试验表明：与电磁阀同步启闭的PWM喷雾系统相比，电磁阀异步启闭可有效降低管路内压力峰值，不同PWM频率工况条件下，50%占空比时降幅最大，降幅最高为14%;20Hz频率条件下，异步启闭PWM喷雾的沉积量分布均匀性变异系数略高于常规连续喷雾，但均小于15%。上述结果符合喷杆喷雾机技术性能国家标准。     

新型手动喷雾器田间应用研究及推广前景

用不同机型的手动喷雾器喷雾同浓度的孢子液，以靶标作物叶表药液接收量、喷雾均!习度、防治效果作为衡量喷雾质量的指标，结果表明：新型手：动喷雾器(PB-16型、卫士-16型1显著优于传统的工农-16型手动喷雾器。在生产上应大力推广PB-16型、卫士-16型以替代工农-16型手动喷雾器。     

压力旋流喷嘴靶向喷雾猕猴桃授粉机器研究

猕猴桃的授粉质量会直接影响猕猴桃的坐果率、单果质量、外观品质和内在成分。本文以压力旋流式喷嘴为执行元件,通过试验获得最佳的猕猴桃靶向喷雾授粉控制参数。研制出喷雾授粉样机并通过了样机试验,验证了喷嘴直径0.4 mm、工作气压200 KPa、最短喷雾时间为350 ms、最大喷嘴偏角为20°、最大喷嘴移动速度为2.052 km/h时靶向喷雾授粉的可靠性。试验研究表明：在1 km/h运行速度下的靶向喷雾成功率为95.0%,2 km/h运行速度下的靶向喷雾成功率为85.0%。成功靶向喷雾的雾滴沉积分布较为均匀,不存在雾滴集中区域与空白区域。在喷雾距离为25cm的标准作业参数下的雾滴沉积覆盖率可达50.0%以上。     

PWM控制在喷雾器均匀精准施药中的应用

为了实现喷雾均匀化精确控制,基于PWM控制方式设计了喷雾精确控制系统及其检测装置。采用PWM方式调整喷雾电磁阀开启频率及占空比,实现对于喷雾均匀性的调节,探究PWM占空比和频率对于前进方向上雾量累计程度和均匀性影响。以PWM占空比、频率和前进速度为自变量,分布变异系数为应变量,建立喷雾均匀性模型,并通过统计学方法化简模型,分析模型得到最优化喷雾均匀性时对应的各控制变量。采用重复实验验证模型的可靠性,并采用拟合方法验证模型精度。     

风幕式气力辅助静电喷雾沉积特性

针对传统农业施药过程中雾滴漂移量大和雾滴冠层穿透力不足的问题,以风幕式气力辅助喷雾系统为研究对象,采用称重平面沉积量方法,研究了风幕式气力辅助下荷电喷雾和非荷电喷雾在不同高度面上的沉积规律,以及不同风幕风速影响下荷电喷雾和非荷电喷雾的沉积特性,分析了风幕射流流场对喷雾液滴沉积分布的影响。研究表明：风幕式气力辅助有效减少了液滴的横向扩散,使喷雾沉积集中在靠近喷雾中心的狭窄区域,有效抑制雾滴漂移;风幕流场加强喷雾流场的扰动,使非荷电喷雾和荷电喷雾沿喷杆轴向沉积都更加均匀。气体射流增加了液滴的动量,射流速度越大风幕对喷雾沉积分布影响越大。      

温室摇摆式变量弥雾机喷雾参数响应面法优化

设计了具有喷头变速摇摆功能和自动进、排药功能的温室摇摆式变量弥雾机。为验证和优化喷雾机的施药效果,以喷雾流量、喷雾距离、喷雾机行走速度和喷头摆动速度为自变量,雾滴分布变异系数为响应值,根据Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,并利用Design-Expert软件建立数学模型,对各因素及其交互作用进行分析。结果表明：4个因素的影响显著性由大到小依次为：喷头摆动速度、喷雾机行走速度、喷雾距离、喷雾流量;喷雾机的最佳喷雾参数为：喷雾流量185mL/min、喷雾距离2m、喷雾机行走速度8cm/s和喷头摆动速度5(°)/s,此时雾滴分布变异系数为1.632%。     

吡虫啉对稻飞虱的防治效果及其对天敌的安全性

为筛选防治稻飞虱的更好药种，句容市植保站曾承担省农科院下达的“稻飞虱防治应急措施”课题──吡虫啉防治稻飞虱田间大区试验，采用吡虫啉不同剂量、不同喷雾方式防治稻飞虱。试验设在华阳镇王婆店村，试验田面积0．12公顷，水稻品种为武育粳3号，栽培方式及肥水管理同常现。20％吡虫啉可湿性粉剂由江苏省农药所提供，25％扑虱灵市售。试验设20％吡虫啉667M2用15克、10克、5克粗喷雾，毗虫财用15克细喷雾，25％扑虱灵用50克粗喷雾及喷清水为对照，共六个处理，各处理小区面积为240M2，不设重复。小区间分别筑有小埂。施药时间为8月明日…     

对精确农业中变量喷雾控制的研究

为了研究精确农业中精确喷雾的实施，使喷雾的装备能够在确定位置喷施确定量的农药，本文重点探讨了变量喷雾技术体系中的定位、测速等核心技术，并对喷雾精度等问题进行了相关讨论。     

喷雾机的喷雾系统设计

目前国内市场所售的用于草坪的喷雾机普遍存在喷雾控制精度低的缺陷。然而为了提高草坪的质量又无法避免在日常养护作业中使用农药,农药的过量使用,对环境造成的污染在不断破坏动物的生存环境及人类的身体健康。这就要求提高喷雾作业精度,以安全可靠的自动喷雾控制系统提高药物的利用率。因此,论述了一款喷雾机的高精度喷雾系统的设计。该喷雾系统采用隔膜泵作为动力源,隔膜泵通过水管与喷雾机尾部喷雾控制系统相联,喷雾控制系统所配置的压力传感器和行驶轮所配置的速度传感器为控制台反馈信号,从而实现高精度喷雾作业。主要对喷雾系统设计、喷雾系统原理及主要零部件选型进行了论述。     

3WP-1350双药液双管路喷雾机喷雾系统设计

喷雾系统是喷杆喷雾机最主要的部分之一,特别是针对棉花落叶催熟剂的喷洒,其设计是实现精准施药的关键。整个喷雾系统以拖拉机带动低压隔膜泵来产生压力,通过管路把药液输送到喷头,实现喷雾作业。基于对双药液双管路喷雾机喷雾系统的设计,为后续喷雾机的研制提供有价值的参考。     

矮化密植果园摇摆变量喷雾机参数响应面法优化

针对矮化密植果园作业特点,设计了一种具有多角度变速摇摆喷头功能的电力驱动果园喷雾机。基于Box-Behnken原理设计四因素三水平的中心组合试验,并结合响应面分析法研究了喷雾流量、喷雾距离、喷雾机行走速度和喷头摆动速度对雾滴分布均匀性的影响;以雾滴分布变异系数为响应值创建二次多项式模型,并利用软件Design-Expert 8.0对模型进行分析和优化,得到喷雾参数的最佳组合。结果表明：各因素对喷雾分布变异系数的影响大小顺序依次是：喷头摆动速度、喷雾距离、喷雾流量、喷雾机行走速度;喷雾参数的最佳组合为：喷雾流量375.20mL/min、喷雾距离1.72m、喷雾机行走速度0.14m/s、喷头摇摆速度16.19（°）/s,此时雾滴分布变异系数为11.471%。     

柴油机碰溅喷雾宏观特性的测试研究

为了研究柴油机碰溅喷雾的宏观特性，作者在压力容器内，用单孔喷油嘴的喷雾垂直碰提有机玻璃做成的碰撞圆盘，来模拟柴油机ＯＳＫＡ喷雾碰溅现象，并用闪光摄影法对这种碰溅喷雾的特征尺寸进行了测试。     

可吸尘风压喷雾擦洗机

设计了一种可吸尘风压喷雾擦洗机，它含有携带风叶组和滤尘器的永磁式直流电动机，超声波发生器上方设贮水箱，贮水箱的顶部是压力喷雾腔，贮水箱与压力喷雾腔之间设水雾过滤网，携带风叶组和滤尘器的永磁式直流电动机出风口连接过渡送风道一端，过渡送风道另一端连接压力喷雾腔一端，压力喷雾腔外壁连接框架。框架上装内置减速器的电动机。电动机转轴的端部连接电动擦洗盘。本机实用新型，集冲洗、擦净和吸尘三种功能为一体．具有便于携带、节水、重量轻、体积小巧、制造成本低、使用成本低、使用安全可靠、可直接使用车上蓄电池的电源等特点。     

应用高速纹影法研究直喷式柴油机的喷雾特性

应用高速纹影法，对实际工作中的直喷式柴油机油束在３种不同形状的燃烧室内的喷雾特性进行了研究。为燃烧室几何形状、空气涡流和喷雾特性三者之间的合理匹配提供了试验参考依据。利用广安博之的计算醛民实测的喷雾特性进行了对比，计算值与实测值吻合较好。     

果园自动控制喷药系统的试验研究

以果园喷雾小车的喷雾系统为研究对象,设计了空间和平面两种试验方案,通过改变小车油门和试验面与喷嘴的相对位置来改变小车行车速度和喷雾距离,并利用MATLAB和Excel对试验数据进行分析处理,得到试验效果图。试验结果表明,喷雾距离是影响喷雾均匀性的首要条件,喷雾速度影响不显著。当距离在1.5m左右时,均匀性不高,但是药物沉积量高;当距离在1.8m左右时,均匀性最高。