天然气管道模糊优化设计

根据技术经济学原理 ,引入终值费用作为管道的经济指标 ,同时考虑管道强度、稳定性等约束条件中的模糊信息 ,建立天然气管道模糊优化设计模型 ,并通过最优水平截集法转化为普通优化模型 ,利用混合离散变量法进行求解。通过算例分析证明 ,与常规设计相比 ,模糊优化设计更符合工程实际 ,并能降低管输成本     

植保机变量施药鲁棒H∞最优控制

提出了一种基于电控伺服变量柱塞泵的植保机变量施药控制方法,推导并建立了包含参数不确定性和扰动的施药流量模型,设计了鲁棒H∞最优控制器并证明其鲁棒稳定性,并转化为线性矩阵不等式求解控制器参数。本研究弥补了传统优化控制方法对于不确定性反应较为敏感的不足,与传统的线性二次型最优控制相比具有一定的快速性和鲁棒性优势,能够满足复杂作业条件下植保机精准变量施药要求,有效提高了农药利用率。     

自动控制技术在喷杆喷雾机变量喷施作业中的应用

植保作业是农业生产的重要工作,对于农作物病虫害的防治意义重大,是农作物丰产丰收的保障性手段,随着农机技术的不断发展,喷雾机逐渐成为农业植保的主力机型,宽幅喷杆喷雾机在我国的普及率逐渐提升,其高效率、高质量的喷施作业逐渐获得了农民的认可与好评,在大面积作业过程中合理利用农药实现精准喷施是植保机械发展的主要目标之一,因此,宽幅高效的喷杆喷雾机具有广阔的市场前景。为进一步提高自动控制技术在喷杆喷雾机上的应用效果,从喷杆喷雾机结构特点与功能需求出发,分析了变量喷雾的自动化硬件与软件应用情况及功能特点,说明了未来变量喷雾技术在喷杆喷雾机上应用与普及的可行途径。     

基于指数平滑算法组合模型的玉米实时变量追肥研究

玉米中耕时期是追施氮肥适宜阶段,为了进一步提高肥料利用率,简化变量施肥作业流程,实现变量施肥采集到施肥过程整体性,提高中耕变量追肥实时性,提出了一种动态多模型指数平滑算法组合。算法实现NDVI数据实时计算处理与趋势预测,根据历史数据实时修正减少计算误差,实时动态调整算法的平滑系数,从而间接缩短变量施肥数据处理响应时间,修正误差以提高作业精度。仿真分析该算法结果表明：在数据波动变化情况下,数值平滑程度以及趋势均优于单一指数平滑法,并且实时得到下阶段NDVI的准确预测趋势发展,计算结果精度高,为变量施肥提供可靠的理论施肥量,及时根据作物需求补充氮肥减少差空间异性。     

基于模糊PID的变量液体施肥控制系统

变量液体施肥控制系统具有大惯性、非线性和参数时变的特点,采用传统的PID控制方法很难实现准确的控制。为此,在建立电动执行器的数学模型的基础上,采用自适应模糊PID对液体肥流量进行自动控制,并利用Mat Lab对变量液体施肥控制系统进行建模和仿真及实验验证。仿真与实验结果表明:变量液体施肥控制系统采仿真时,自适应模糊PID控制系统的动态静态指标明显高于常规PID控制;系统超调量、调整时间明显改善,即超调量为1.5%,系统进入稳态所需时间为0.86s。变量液体施肥控制系统实验时,PID控制变量液体施肥系统的响应时间为1.6s,超调量为7.8%。模糊PID控制变量液体施肥系统的响应时间为0.8s,超调量为0,使施肥量更有效地保持在给定范围。该方法可为变量液体施肥控制提供一种有效的控制方法。     

稻麦变量施肥机控制系统设计与试验

针对稻麦变量施肥智能化程度低、通信系统可靠性和兼容性差等问题,研究设计了一种稻麦变量施肥机控制系统。该系统以CAN总线通讯作为现场总线,实现各控制节点之间的实时通信;通过GPS导航和处方图得到当前位置需肥量,根据变量施肥数学模型,通过步进电机节点实时调节外槽轮排肥器开度,实现施肥变量调节。试验结果表明:该系统机械结构设计合理,动作响应迅速,定位精准,各行排肥器之间排肥量变异系数最大为1. 78%,变量施肥精度达97%以上,作业效果良好。其控制程序稳定可靠,各控制节点之间通信及时、准确,整机设计合理,系统工作稳定,智能化程度高,各项技术指标满足农艺要求。     

光传感器变量施肥控制系统开发

针对当前国内智能化农业的发展现状,开发了一个集成光学传感器和数据控制器的实时自动变量施肥控制系统.该系统可以根据作物的长势实现实时变量施肥.系统利用NDVI(归一化植被指数)测定传感器实时地获取农作物生长的NDVI值,结合作物施肥的不同生长时期,达到依据作物长势实时变量施肥的目的.为此,对控制系统的设计和具体的施肥方案进行了详细的介绍.     

变量施肥控制系统PID控制策略

根据机械动力学原理和电学原理建立了变量施肥控制系统的数学模型,为控制系统的设计、PID参数选择以及控制性能改进提供了理论依据.利用Matlab/Simulink动态仿真工具构建了直流伺服电动机驱动无级变速传动机构的仿真模型,采用临界比例度法对系统的PID参数进行整定,获得了反映系统性能的仿真曲线,仿真和试验验证结果表明,PID控制策略提高了控制系统的跟踪性能和抗干扰性能.     

2BFJ-6型变量施肥精密播种机的研制

变量施肥精密播种机是精准农业实施的一个重要机械设备.本文针对吉林省中部地区的玉米种植模式,设计了2BFJ-6型变量施肥播种精密播种机.该机一次可完成开沟、变量施肥、精量播种、覆土、镇压等作业.该机变量施肥装置采用GPS实时定位,根据各个地块的测土配方施肥结果,由田间计算机控制液压马达的转速实现实时变量施肥.该机采用勺式精密排种器和单体仿形机构确保了播量的精确和稳定的耕深.实验证实可有效保证变量施肥系统的稳定性和快速响应性及精密播种准确性.     

PWM间歇喷雾变量喷施系统中的压力损失和液压冲击

在PWM间歇喷雾式变量喷施系统中,流量变化会引起喷杆各管路中的压力损失的变化,电磁阀的快速启闭会在管路中形成液压冲击,致使各喷头的实际喷雾压力发生波动,导致其喷施流量和雾化特性出现畸变。为揭示其管路压力损失的变化特性和液压冲击特性,构建了一套PWM间歇喷雾式变量喷施系统,并对其进行了流体动力学分析,确定了不同喷雾流量下的管路药液流态,建立了压力损失和液压冲击的计算模型,分析了0.3 MPa设定喷杆压力下的管路压力损失变化范围和液压冲击幅度,并进行了实际试验测试。结果表明:在0.3 MPa设定喷杆压力下,同一喷头前端管路的压力损失的变化幅度可达140 kPa,不同喷头间的实际喷雾压力差异可达25 kPa,由于电磁阀快速启闭而引起的液压冲击幅值可达170 k Pa。