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。     

旋转式喷灌机的研究

针对现有的移动式喷灌设备在运用和管理上存在的管道拆装不便、费时费力以及造价较高等诸多问题，为了促进喷灌技术的不断提高与发展，研制了旋转式喷灌机。阐述旋转式喷灌机的设计原理，介绍已设计出的2种喷灌机及其性能，并将其特点与支管移动式喷灌系统进行了比较，该喷灌机具有成本低、移动方便、操作简单、维修方便、整机工作效率高、喷灌均匀性好和实用性强等特点，应用前景广阔。     

拖拉机悬挂式喷灌机配套技术研究

对拖拉机悬挂式或机的配套理论进行了系统研究和分析,提出了配套参数的计算方法及计算过程。在此基础上,以单台机组为基础,提出了配套机组系列参数计算方法,并在东方红－８０２型拖拉机配套的悬挂式喷灌设计与研制中得到应用,初步证明,提出的理论和计算过程能解决该机组的配套问题。     

大型温室地面移动式喷灌机导航控制系统设计

针对悬吊轨移式喷灌机的缺点以及目前大型温室领域AGV研究的不足,设计了一种用于新型温室地面移动式喷灌机的导航控制系统.喷灌机底盘采用差速转向方式,六轮系结构,两驱动轮对称中置,前后两端对称安装4个万向轮;以STM32F103ZET6单片机作为主控芯片,采用磁带导航方式,建立了喷灌机差速转向运动数学模型,并根据模糊控制理论设计了喷灌机模糊运动控制器,完成了导航运动控制子程序设计.样机调试运行试验表明,喷灌机相对磁带偏移角在25°以内时,能够自动调整到磁导航传感器中心与磁带中心再次重合,其调整时间随其偏移角度增加而增大,当偏移角过大时,样机将完全驶离磁带路径.为确保喷灌机初始工作时能够自动调整偏差及跟踪路径行驶,喷灌机与磁带间初始偏移角度不宜过大.该研究能够为大型温室地面移动式喷灌机的设计和应用提供参考.     

卷盘式喷灌机太阳能智能驱动控制系统

为充分发挥卷盘式喷灌机的水力性能,降低喷灌机能耗,并实现喷灌机喷洒速度的自动控制,以电驱动代替水涡轮驱动,并开发了智能控制系统.采用太阳能系统供电,永磁无刷直流电动机驱动卷盘,设计了基于MSP430F169单片机为检测和控制核心的驱动控制系统.该系统主要包括太阳能充电控制器,电动机控制器,隔离电源模块,电动机电压、电流检测模块,蓄电池电量检测模块,电动机霍尔测速模块,卷盘转速和回卷层检测模块以及键盘和液晶模块.研制了各模块软硬件,实现了对卷盘各项运行参数的测量显示和喷洒车移动速度的自动控制,试验结果表明,该智能驱动控制系统运行稳定,能实现喷洒车的匀速回收.该系统为实现卷盘式喷灌机变量灌溉提供了有效的实现方式和技术手段.     

太阳能平移式喷灌机行走驱动系统配置与性能研究

对太阳能平移式喷灌机的行走驱动系统进行方案设计与理论计算,比较不同工况下喷灌机行走所需驱动功率,确定机组在不同工况下的驱动电机选型与光伏配置。该研究以一日累计作业时间为太阳能驱动平移式喷灌机的技术评价指标,预测陕西关中及宁夏地区晴天和阴天或雾霾天气下的机组续航能力;并得到各工况下喷灌机行走速度和行走坡度与一日累计工作时间的关系:一日累计作业时间随机组运行速度的提高与爬坡角度的增大而降低;相同工况下,晴天一日累计作业时间为阴天或雾霾天气的1.5倍。研究结果表明,以独立光伏发电系统作为平移式喷灌机的驱动能源是可行的,能够满足机组日常行走作业的需求。该研究结果可为太阳能平移式喷灌机行走驱动系统方案设计提供参考。     

自主式移动机器人导航研究现状及其相关技术

对国内外移动机器人智能导航研究中采用的几种导航方式进行了对比，对近几年发展起来的并已在移动机器人导航研究领域中得到应用的相关技术进行了论述，对自主式移动机器人导航技术的发展进行了展望，提出导航系统的智能结构与多传感器相结合的视觉组合导航、网络控制和虚拟现实技术的应用是该领域的主要发展方向。     

小型船式喷灌机

1设备特点喷灌设备按其配套动力和作业幅宽分为大型喷灌机、中型喷灌机和轻小型喷灌机组。轻小型喷灌机组又分手提式、手抬式、手推车式、小型拖拉机悬挂式和小型绞盘式喷灌机。8PQ系列船式喷灌机属于小型喷灌机,该机整机巧妙地安装在一个类似小船的机体上,其进水口在船的底部,进水高度不需要调节,动力源—小型汽油机与高速离心泵直接联接,具有质量轻、移动方便、多用途、节能、雾化效果良好,喷洒均匀,适用范围广等特点,可满足农田、草场、园林、果园、道路养护,以及市政绿化和消防等多种作业需要。2主要技术创新2.1结构小型汽油机直联离心…     

渠道自动控制技术与发展趋势

对灌区自动化系统中灌溉渠道的自动控制技术进行了综述，对其控制类型进行归纳、分析和总结，按照控制变量、控制逻辑和设计技术三个方面进行研究，指出了不同控制类型的优点和缺点，预测了渠道自动控制技术的发展趋势是以下游控制为主、前馈与反馈结合、利用现代控制理论（人工神经网络、模糊控制、系统识别理论及遗传算法等）与计算机非恒定流模拟技术溶为一体的综合控制系统，使之能够适应多闸门复杂渠系的多目标、多用途的灌区自动化工程。     

滚移式喷灌机简析

滚移式喷灌机是一种半机械化大型喷灌机组,对其发展情况、主要结构、工作方式、适用性等进行了简要介绍和分析,认为是适合我国目前农业经营规模和生产力发展水平的机型之一。     

大型平移式喷灌机分布式级联协同导航控制方法

针对大型平移式喷灌机协同导航控制系统中存在的易偏离导航路径、跨间行走协同性差、喷灌均匀性不高等问题,提出了一种分布式级联协同导航控制方法。该方法在建立大型喷灌机多塔车运动学模型的基础上,结合状态反馈和PID控制,设计了主塔车为主机的路径导航控制算法以及子塔车为从机的级联同步跟随控制算法。并设计了基于该方法的协同导航控制系统,通过双天线RTK定位模块获得各塔车的实时姿态,通过变频调速技术实现各塔车运动姿态的控制。完成了变频控制的大型喷灌机设计,在河南省许昌市试验基地进行了协同导航试验。试验结果表明,喷灌机以不同速度协同导航行走时,主塔车最大横向偏差不大于3.26cm,最大航向偏差不大于1.65°;子塔车最大同步偏差不大于13.07cm,满足田间自主作业要求。     

固定式太阳能喷灌系统喷洒水滴动能分布的研究

[目的]提高太阳能喷灌系统水力性能的稳定性和能量转换效率.[方法]采用激光雨滴谱仪测量技术,对225.7～1 145 W/m2之间不同光照强度下的固定式太阳能喷灌系统水力特性参数进行试验研究,分析了单个水滴动能、单位体积水滴动能及动能强度等参数的分布规律,并提出了系统能量转换效率的测量及计算方法.[结果]光照强度对单个...     

喷滴灌两用轻小型机组设计及能耗分析

为丰富我国灌溉机组的灌溉模式,针对喷、滴灌系统各自的优缺点,在此基础上设计了喷滴灌两用机组的初步构成型式.该系统首部与管道的连接采用快速拆装结构,可根据不同作物或不同地形的需求自如地进行喷、滴灌两种灌溉方式的转换,并可实现两种运行工况.最后采用优化算法并进行优化配置,对该机组的能耗进行了分析,当机组在两个工况下运行时,与单一(额定)工况相比,能耗降低了17.9％.与常规单一灌溉机组相比,该系统可实现灌区的轮作及倒茬,减少土壤盐渍化,起到保护土壤的作用.同时,该灌溉机组拓展了轻小机组适应功能,有利于提高我国的农业装备技术水平,是一种值得推广的灌溉模式.     

半固定管道式喷灌系统移管机的运动学与动力学分析

为了更加深入研究半固定管道式喷灌系统移管机，对其运动的确定性进行了论证，并对其运动性质和动力特性进行了分析计算。通过分析移管机的运动情况，得出了加速、匀速、减速过程中的运动方程；通过受力分析，得出了加速、匀速、减速过程中作用于行走轮的外加牵引力。     

轻小型喷灌机组评价指标及评价方法现状

轻小型喷灌机组是应用比较广泛的一种喷灌机具,经过40多年的发展,轻小型喷灌机组已经具有多种机组形式,可满足各种地形条件、投资水平及劳动力状况等不同场合应用。总结了轻小型喷灌机组不同配置形式的优缺点,详细分析了国内外轻小型喷灌机组的评价指标。针对不同评价指标提出,应研究轻小型喷灌机组形式的设计和管道水力计算,通过合理的能耗评价指标,优化机组配置,以降低系统能耗。还应研究室外试验条件下机组配置参数、管道布置情况及运行条件、环境因素等因素及其交互作用对喷灌系统喷洒均匀性的影响,研究适用于轻小型移动式喷灌机组的一套综合评价理论与方法。最后提出将灰色关联法应用于轻小型喷灌机组的多因素多目标评价中,为喷灌机组比选及机组性能综合分析提供了一种有效工具。     

对内蒙古推广使用大型喷灌机的思考

农业适度规模经营已成为我国现代农业建设的战略方向,农业规模化、集约化、规范化生产为大型农机具发展创造了广阔的市场空间.目前我国大型喷灌机正处于快速发展时期,在西部大开发、保障粮食安全、生态安全及实现水资源可持续发展中占有重要地位.通过对内蒙古自治区在马铃薯生产中推广使用大型喷灌机的实地调查,分析了近期我国大型喷灌机市场需求量激增的主因,预测了未来几年国内市场发展需求;从规划设计、技术培训、设备选配及适应性等方面剖析了大型喷灌机推广应用中存在的问题,提出了推广发展大型喷灌机的几点建议.     

黑龙江省应用推广大型喷灌机的思考

高效节水技术正处于快速发展时期,大型喷灌技术是高效节水的一种模式,目前我国农业适度规模经营的发展为大型喷灌机推广应用提供了机遇。通过对黑龙江省应用大型喷灌机规模及运行管理模式的调研,剖析了黑龙江省大型喷灌机应用推广中主要问题,提出了进一步推广发展的几点建议。     

Local Automatic Control Modes in an Experimental Irrigation Canal

The paper presents twolocal PI automatic control modes developed,tuned and verified in an experimentalautomatic canal. The canal was used as aphysical model and it will support furtherstudies on canal automation domain. Thecontrol algorithms are installed in localPLC's with the objective of controlling thewater depths immediately upstream anddownstream of the corresponding checkgates. The strategy adopted to tune the PIcontrollers was to compare the frequencyresponse of the state space model, whichrelies on the linearized Saint-Venantequations, with a simple model consideringeach canal pool as a reservoir (reservoirmodel). The obtained results for thecontrol gains were validated by fieldtests. A few simulation results are alsopresented as well as the experimentalfacility and the main configuration of theSCADA developed for the canal supervisionand monitoring.     

坡地喷灌水滴直径与动能强度分布规律研究

在室内无风条件下应用视频雨滴谱仪实时监测了不同坡度下喷洒水滴直径和速度等信息,研究了不同坡度下水滴平均直径及直径频率沿射程方向的变化规律,分别建立了水滴平均直径、速度与坡度等之间的数学关系。以此为基础,结合坡地喷灌水量分布计算方法,提出了无风条件下坡地喷洒水滴动能强度计算模型,并通过试验验证了该模型的正确性。以雨鸟LF1200型喷头为研究对象,应用该模型重点分析了不同喷头布置方式、间距和坡度对组合喷头打击动能强度分布的影响。结果表明:随着喷头间距的增大,动能强度分布越来越不均匀,且动能强度高值区所占比例不断减小;坡度变化对坡面动能强度分布影响并不明显;三角形布置方式对减小坡地喷灌打击动能强度具有一定作用。同时考虑打击动能强度和水量分布,在坡地喷灌系统设计时,若选用雨鸟LF1200型喷头,建议优先采用三角形布置,且间距为0.8倍的平地喷头射程。