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为提高多旋翼植保无人机的植保效果,设计一种用于多旋翼植保无人机的静电喷雾系统。该静电喷雾系统包括静电喷头、喷雾流量控制模块。基于感应式荷电原理设计了感应式静电离心喷头,基于PID算法设计喷雾流量控制模块,基于网状目标法设计荷质比测量装置。结果表明,该多旋翼植保无人机静电喷雾系统中静电喷头可使雾滴荷电,喷雾流量控制模块能够稳定地控制喷雾流量,荷质比测量装置能够稳定测量雾滴荷质比,随着荷电电压增加,雾滴荷质比逐渐增加,当荷电电压为8 kV时,荷质比达到最大值,为0.59 mC/kg。 相似文献
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【目的】比较分析电磁比例溢流阀与磁粉制动器在同一机电液系统中的加载特性.【方法】在泵控马达液压系统中对这两种元件进行模拟加载实验研究,分析两种加载元件的静、动态响应特性.【结果】在相同工况条件下,相比磁粉制动器加载灵敏度13.6 MPa/V,加载控制电压死区8.33%,动态响应滞后时间1.5s,最大滞后误差0.96 MPa,最大超调量35%;电磁比例溢流阀加载灵敏度低2.12 MPa/V,加载控制电压死区大28.9%,动态响应滞后时间长4.8s,但最大滞后误差小0.2MPa,最大超调量小6.25%,抗干扰能力强.【结论】研究结果可为在实验室条件下根据负载特性选择合适的加载元件提供参考依据. 相似文献
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小型无人机机载农药变量喷洒系统设计 总被引：3，自引：0，他引：3
基于脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）技术设计小型无人机机载农药变量喷洒系统,主要由药
箱、喷头、液泵及喷洒控制器组成,通过调整PWM 喷洒控制信号的占空比,改变液泵的工作时长,从而实现变量喷
洒。基于常量喷洒流量指标和机载喷洒系统的覆盖范围,确定PWM 频率为1 Hz,并建立了该频率下占空比与喷洒流
量之间的3 次多项式关系模型,模型决定系数达到0.9944。以关系模型为指导,分别测试了0.3、0.4、0.5 L/min 流量控
制指标下的变量喷洒试验效果,喷洒值和目标值之间误差分别为8.66%、4.50%和1.60%,达到变量喷洒控制的目的。 相似文献
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温室自动变量施药系统设计 总被引：6，自引：2，他引：4
针对温室内手动施药喷雾质量差、容易造成施药人员中毒的问题,基于AT89S52单片机开发环境设计温室自动变量施药系统;研究了喷杆行走速度和喷头流量对作物单位面积雾滴沉积量的影响。实验结果表明:所设计的温室自动变量施药系统可根据上位机对CCD采集的病害信息处理结果,对喷杆行走速度和喷头流量进行控制,实现无人自动变量施药;在喷头型号、喷雾压力一定的条件下,改变喷杆行走速度和喷头流量可使单位面积雾滴沉积量的变化范围为0.27~0.76μg/cm2,很好地实现了自动变量喷雾;单位面积雾滴沉积量与喷杆行走速度和喷头流量均呈线性关系,相关系数R2均大于0.99。 相似文献
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基于神经网络PID的无人机自适应变量喷雾系统的设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】针对传统植保无人机在定量喷施作业时由于飞行速度的变化造成施药不均匀以及传统控制算法无法满足无人机变量喷雾系统所需的实时性和稳定性等问题,设计一种基于神经网络PID的自适应无人机变量喷雾系统。【方法】采用风压变送器测出无人机的飞行速度,根据速度采用脉宽调制(PWM)方法进行自适应变量喷雾,同步用流量传感器测出实际喷雾流量,融合BP神经网络PID控制算法调节喷雾流量。由MATLAB构建BP神经网络PID控制算法,并与PID、模糊PID和神经元PID对比及分析;田间试验过程中,对比分析无人机定量喷雾与随飞行速度改变的变量喷雾效果,采用水敏纸获取雾滴沉积量分布,分别从整体区域、飞行方向和喷杆方向评价沉积量分布的均匀性。【结果】算法仿真对比试验结果表明,与PID、模糊PID和神经元PID相比,BP神经网络PID阶跃响应上升时间分别少28.57%、84.73%和31.03%,正弦跟踪平均误差分别小63.01%、87.03%和0.58%,方波跟踪平均误差分别小74.00%、79.53%和6.80%,鲁棒性强,无静差,超调量为1.20%;喷雾对比试验结果表明,本系统能够根据飞行速度自适应调节喷雾流量,实际流量与目标流量的平均偏差为8.43%,水敏纸扫描结果表明总体区域雾滴沉积量的变异系数对比定量喷雾平均降低26.25%,喷杆方向平均降低18.79%。【结论】该研究结果可为农业航空变量喷雾技术的应用提供理论基础。 相似文献
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【目的】探讨北京密云水库集水区油松人工林的生态水文过程和影响机理。【方法】基于2006-05-10的21场降雨和气象及林分结构资料,用修正的Gash林冠截留模型对油松人工林林冠截留量进行模拟。【结果】北京密云油松人工林林冠截留量、树干茎流量和穿透雨量的模拟值分别为57.33,1.03和229.51 mm,林冠截留量和树干茎流量的模拟值分别比实测值减小12.6和0.39 mm,相对误差分别为18.02%和27.46%,穿透雨量模拟值高于实测值13.17 mm,相对误差为6.09%;累计林冠截留量模拟值小于实测值,累计林冠截留量相对误差最小值为6%,最大值为32.64%,相对误差在20%～30%的占76.2%,平均累计林冠截留相对误差为25.2%。【结论】模型可以较好地模拟北京密云油松人工林的累计林冠截留量,但模型在本试验区域油松林中应用时,模拟出的累计林冠截留量应加上25.2%的实测林冠截留量值加以校正。 相似文献
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针对农用车辆座椅结构简陋和减振效果差的问题,提出了1种基于磁流变阻尼器的自适应减振座椅悬架设计,通过控制器MCU实时处理座椅的加速度信号,再对励磁线圈的电流大小进行控制,从而实时调节阻尼力的大小,实现对座椅的减振。在磁流变阻尼器的励磁线圈中通入不同大小的电流,利用压力机对其进行了拉伸试验,获得阻尼力与位移的关系。通过试验值与理论计算值的比较,验证了利用控制器控制电流大小可以改变磁流变液的阻尼特性,大大提升了农用车辆座椅的减振效果。 相似文献
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【目的】研究不同营养液对椰糖袋培高糖度翻茄产量及品质和影响,确定基质培番茄最佳的供液量和营养液配方。【方法】以京番3号番茄品种为试验材料,试验设计采用完全互交设计,选择3种不同营养液配方B1、B2、B3和3种不同灌溉量,即在营养生长期每株每天灌溉量分别为250 mL(A1)、300 mL(A2)、350 mL(A3),在开花结果期各处理每株每天灌溉量增加100 mL即可。最后分析不同的灌溉量和营养液配方的互交作用对番茄生长指标、生理指标、果实中糖分含量、酶活性及产量和品质的影响。【结果】当营养液配方为B2处理,灌溉量为A1处理时,番茄可溶性固形物达到最高;当供营养液配方为B2处理,液量为A2处理时,番茄单果重、总果量和折合亩产均大于其他处理。当营养液配方固定时,随着灌溉量的增加果实可溶性固形物、总糖和VC含量呈下降趋势,其中A1B2 相似文献
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掺黄土粉煤灰的渗透特性 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】探求黄土掺量对粉煤灰最大干密度和渗透特性的影响。【方法】分别向粉煤灰中掺加质量分数为0%,10%,20%,30%,40%和50%的黄土,进行击实试验及不同压实度(98%,93%,85%)下的渗透试验,研究掺土量对粉煤灰最大干密度和渗透特性的影响。【结果】掺土粉煤灰最大干密度是所掺黄土最大干密度和粉煤灰最大干密度的线性组合,当掺黄土量为50%时,粉煤灰的最大干密度较纯粉煤灰提高45%;随着掺土比例和压实度的增大,粉煤灰的渗透系数明显减小,其中压实度为98%和85%时,50%的掺土量可将粉煤灰的渗透系数减小到原来的23.8%;压实度为93%时,50%掺土量可将粉煤灰渗透系数减小到原来的14.5%。【结论】掺土粉煤灰的最大干密度增加,渗透性减弱。 相似文献
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【目的】为解决传统均匀施肥结构不合理,作物养分投入比例失调,化肥利用率偏低,环境污染严重等问题.【方法】设计了一种可与国产拖拉机配套使用的变量施肥机,该施肥机采用一体三箱式的结构,外槽轮作为变量施肥机的排肥装置,通过调节外槽轮排肥器的转速和开度.【结果】在外槽轮排肥器开度不变的情况下,增加排肥器转速,排肥量也随之增加,但不呈线性增加的趋势;在外槽轮排肥器转速不变的情况下,增加排肥器开度,排肥量也随之增加,也不呈线性增加的趋势.【结论】该研究解决了传统均匀施肥结构不合理,可为提高施肥机的施肥精度提供参考. 相似文献
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温室弥雾机控制系统的设计 总被引：1，自引：0，他引：1
为实现温室环境人机分离自动变量施药,设计基于Wi-Fi与模糊控制的自走式自动变量风送弥雾机。施药系统以STM32单片机为核心,在Eclipse开发环境下采用Socket编程技术实现移动端与弥雾机端双向通信。为满足施药技术要求,采用Mamdani模型制定施药控制规则,将虫害覆盖率和茄子冠层高度参数作为模糊控制模型的输入,根据施药控制规则自动控制电磁阀和继电器以调控喷雾流量和控制施药时间,共同完成弥雾机变量施药。通过流量测定、模糊控制及自动与手动弥雾的沉积试验对施药系统进行验证,结果表明:1)施药控制系统可根据占空比准确调控喷雾流量,且占空比与喷雾流量线性度较好,拟合度为R~2=0.996 4,满足该设计喷雾范围要求。2)采样点与喷头距离为1~3m时对单位面积雾滴有效沉积量影响显著,且随着茄子冠层高度的增大和蓟马覆盖率的提高均会使单位面积雾滴沉积量显著提高。3)自动弥雾与手动弥雾沉积量的相对误差不超过0.8%,可满足变量喷雾的实际需求。 相似文献
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侧向风对航空植保无人机平面扇形喷头雾滴飘移的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
目的 侧向风是影响植保无人机航空喷施雾滴飘移和作业效果的主要因素。探究航空植保喷施过程中侧向风对雾滴沉积和飘移的影响,为植保无人机航空喷施作业参数的选择和作业关键部件的改进提供数据支持和理论指导。方法 以常用平面扇形喷头Lechler系列的LU 120-015和LU 120-03标准压力喷头为研究对象,基于计算流体力学离散相模型的粒子跟踪技术,在适宜的边界条件下对喷施作业过程中风洞内雾滴流场和农药喷洒离散相进行模拟试验;通过仿真模拟对平面扇形喷头喷施的雾滴沉积和飘移分布情况进行可视化分析,探究雾滴粒子在不同侧风风速条件下的飘移特性;在农业航空专用风洞中,采用近似条件对雾滴的沉积飘移特性进行试验验证和分析。结果 仿真模拟结果表明,随着侧向风速的增加,离散相雾滴粒子飘移程度越严重,雾滴水平飘移越明显。随着侧向风速的增加,模拟离散相雾滴粒子的准确沉积率(Ra)呈指数下降,由14.11%下降到0.66%;水平飘移率(Rh)呈线性增加,由14.25%增加到60.58%。风洞试验结果表明,在侧风风速分别为1、3和6 m/s的条件下,雾滴的Rh分别为0.4%、48.1%和75.1%,且雾滴在风洞内部会随着侧风风速的增加发生一定程度的卷扬现象。仿真模拟与风洞测试试验的Rh具有显著相关性(R2=0.963,P<0.05)。结论 仿真模拟对航空喷施条件下的雾滴飘移具有较好的预测效果;采用仿真模拟辅助风洞试验测试的方法,可以比较准确地得出航空植保无人机作业中常用平面扇形喷头的雾滴沉积与飘移情况。 相似文献
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小型植保无人机喷雾参数对橘树冠层雾滴沉积分布的影响 总被引：6，自引：0，他引：6
【目的】探索小型植保无人机对果树喷施作业的雾滴沉积分布效果及应用前景,研究小型植保无人机喷雾参数对橘树冠层雾滴沉积分布的影响。【方法】采用三因素(飞行高度、飞行速度、喷施流量)的正交试验,应用小型六旋翼植保无人机进行喷雾试验。【结果】根据雾滴沉积密度和雾滴沉积均匀性结果,较佳的作业参数是喷头流量1.0 L·min~(-1)、作业高度2.5 m、作业速度4 m·s~(-1),影响雾滴沉积密度的主次顺序依次为作业速度、作业高度、喷头流量;根据雾滴沉积穿透性结果,作业高度均为2.0 m的试验号2(作业速度4 m·s~(-1),喷头流量0.6 L·min~(-1))和试验号8(作业速度1 m·s~(-1),喷头流量1.0 L·min~(-1))中雾滴沉积穿透性分别为22.21%和22.41%,其雾滴覆盖密度大且穿透性较好;影响雾滴沉积穿透性的因素主次顺序为作业高度、作业速度、喷头流量。【结论】针对植保无人机旋翼风场的影响和橘树独特的树形结构,对植保无人机的作业参数进行了优选,以保证航空喷施作业雾滴在橘树冠层的有效沉积分布。本试验研究可为小型无人机对果树的合理喷施、提高喷施效率提供参考和指导。 相似文献
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Field application uniformity and accuracy of two rate control systems with automatic section capabilities on agricultural sprayers 总被引：1，自引：0，他引：1
Ajay Sharda Joe D. Luck John P. Fulton Timothy P. McDonald Scott A. Shearer 《Precision Agriculture》2013,14(3):307-322
The adoption of automatic section control (ASC) on agricultural sprayers remains popular since it reduces overlap and application in unwanted areas leading to input savings and improved environmental stewardship. Most spray controllers attempt to maintain the desired target rate during ASC actuation (ON and OFF of control sections which change the width of boom-section actually spraying) but limited knowledge exists regarding controller response and nozzle discharge variation during field operation. Therefore, field experiments were conducted using two common self-propelled sprayers equipped with commercially available control systems with ASC capabilities. Pressure transducers were mounted across the spray booms to record real-time nozzle pressure with data tagged with GPS location and time. Nozzle flow was obtained from nozzle pressure to compute nozzle flow uniformity or coefficient of variations (CVs) across the ON boom, off-rate errors (percent difference between actual and target nozzle flow rate) and settling times. Results indicated that nozzle CVs were >10 % for both auto-boom and auto-nozzle control systems, when each of the auto-boom and auto-nozzle sections were turned back ON for 0.5 and 0.2 s, respectively. Further, nozzle off-rate errors exceeding ±10 % occurred in both rectangular and irregular shaped fields. These off-rate errors primarily occurred during ASC actuation while at the same time the sprayer was being accelerated or decelerated. The extended nozzle flow settling times of up to 20 s (delayed response) indicated that the rate controller may require intelligent and enhanced control algorithms to minimize nozzle flow stabilization and thereby a reduction in sprayer off-rate errors during field operation. 相似文献
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基于单片机的变量喷雾控制系统的设计 总被引：4，自引：2，他引：2
该系统采用单片机作为控制核心,将单片机的控制系统应用于农业生产过程中,能够根据需要自动地调节喷雾量。实现变量施药作业,提高农药利用率,减少农药残留、环境污染。阐述了施药系统的变量原理,重点介绍了控制系统硬件电路和软件程序的设计。仿真和田间试验表明,系统稳定可靠,可操作性好,能够满足农业生产的要求。 相似文献
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目的 提出一种复杂农田环境下农业机器人全区域覆盖策略,以便合理规划农业机器人的工作遍历路径。方法 根据农田实际生产环境定义农业机器人复杂工作环境模型,并在此基础上建立一级分区与二级分区的概念。引入遗传算法变异操作的思想,建立基于贪婪机制的模拟退火算法优质可行解生成方法;建立解集多样性的概念,设计基于自适应升温的模拟退火算法改进方法,以此求解分区间的最佳遍历顺序问题。通过A*算法与八邻域搜索法相结合进行农业机器人跨区域衔接路径规划,依此,实现机器人覆盖全区域。结果 仿真结果表明,改进的模拟退火算法所规划的路径长度分别比传统遗传算法和模拟退火算法减少了14.7%和10.1%,收敛时的迭代次数分别减少9.8%和59.1%;农业机器人全区域覆盖仿真试验中遍历路径重复率为14.86%。高地隙喷药机器人现场遍历试验中,路径重复率为15.83%。结论 研究结果可为农业机器人在复杂农田环境中全遍历覆盖提供研究思路。 相似文献
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Real-time nozzle flow uniformity when using automatic section control on agricultural sprayers 总被引：1，自引：0，他引：1
Ajay Sharda John P. Fulton Timothy P. McDonald Christian J. Brodbeck 《Computers and Electronics in Agriculture》2011,79(2):169-179
Automatic section control (ASC) has been readily adopted by US producers on sprayers because it can improve operator productivity and decrease overlap or input usage leading to economic savings while reducing environmental impacts. However, there is limited knowledge about nozzle flow dynamics when shutting ON/OFF of boom-sections or nozzles and the possible impact on application accuracy. Therefore, an investigation was conducted to evaluate system response in managing real-time nozzle off-rate and flow uniformity across the boom, for a typical agricultural sprayer using ASC. An 18.3-m sprayer was outfitted with commercially available individual nozzle and boom-section control. Tests were conducted to simulate sprayer moving out of point rows into a no-spray zone and then reentry into the spray zone by selecting two point row scenarios having 20° and 70° angles. Ten high frequency response pressure sensors were randomly mounted across the boom to measure nozzle pressure. The nozzle pressures were converted to nozzle flow, using the manufacturers pressure versus flow relationship, to calculate nozzle flow rate delay time, settling time, percent off-rate (percent difference between actual and target nozzle flow rate) and nozzle flow uniformity (CV), considering only ON boom-sections. Auto-boom scenarios were conducted with and with-out flow compensation while auto-nozzle scenarios were conducted without flow compensation. Results indicated that nozzle flow rate settling time varied from 0.4 to 14.4 s and nozzle off-rate between 36.6% and +28.7% for 70° point row auto-boom tests when exiting and reentering point rows. When exiting point rows, over-application occurred whereas reentry resulted in under-application during flow compensated tests. Nozzle flow uniformity (CV) were more than 50% for a short duration (<1.0 s) when reentering point rows, during all tests. Compensation testing for 20° point row reentry highlighted the constraint of the control system to respond to certain situations where feedback response times could not match target rates rapidly set for the controller. Overall results indicated that system response time can impact nozzle off-rate and can vary with point row angle. 相似文献
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植保无人机喷施锌锰型水稻降Cd叶面阻控剂的飞行参数研究 总被引：1，自引：1，他引：0
应用植保无人机喷施叶面阻控剂有利于提高喷施均匀度、减少劳动力成本、提升作业效率。为规范植保无人机喷施叶面阻控剂田间作业,确保作业技术效果,本研究以大疆T16植保无人机为作业机,研究了喷施"美鑫隆"锌锰型叶面阻控剂以降低水稻Cd积累的最佳飞行高度、飞行速度和喷雾剂量等参数。结果表明,喷施锌锰型叶面阻控剂最佳降镉(Cd)效果的植保无人机作业参数分别为:喷施叶面阻控剂质量分数为12%,喷头总流量为3.6 L·min~(-1),飞行高度3 m,飞行速度5 m·s~(-1)。第二年在最佳参数下喷施叶面阻控剂,黄华占和湘晚籼13号的糙米Cd含量分别比对照下降了0.24 mg·kg~(-1)和0.12 mg·kg~(-1),降Cd率分别达到52.7%和62.1%(P0.01)。 相似文献