【摘要】：中國南方的糧食作物以水稻為主,在水稻的種植過程中經常需要根據水稻生長情況進行追肥作業(yè),目前常用的離心圓盤式撒肥機雖然提高了追肥作業(yè)的效率,但難以保證施肥精度以及幅寬方向的施肥均勻性,并且目前大多數(shù)研究的變量施肥控制系統(tǒng)主要以旱田的變量施肥控制為主,對適用于水稻追肥作業(yè)的變量施肥控制系統(tǒng)的研究較為缺乏。針對上述問題,設計了一種基于氣力式施肥機與PID控制算法的變量施肥控制系統(tǒng),該系統(tǒng)與高地隙拖拉機配合使用,主要適用于稻田變量追肥作業(yè)。其中以STM32F103芯片為核心,開發(fā)了變量施肥控制器;采用增量式PID算法實現(xiàn)了對排肥電機轉速的閉環(huán)控制;以中海達公司的Qpad-X5為硬件平臺,開發(fā)了Android上位機軟件,最后對系統(tǒng)的跟隨性能、施肥精度和施肥均勻性進行了試驗。試驗的結果表明:系統(tǒng)的平均響應時間為700ms,實際平均轉速與給定轉速的相對誤差小于3%,實際轉速跟隨給定轉速在可接受范圍內波動;定速條件下的排肥量相對誤差不超過4%,兩側排肥口的排肥量無顯著性差異;變速條件下兩次試驗的相對誤差分別為0.6%和0.1%,說明本系統(tǒng)有較高的施肥精度和較好的施肥均勻性,能夠滿足精準農業(yè)的作業(yè)要求,同時本研究搭建了稻田氣力式變量施肥機平臺,為后續(xù)的研究打下了基礎。
[Abstract]:the grain crops in the south of China are mainly rice, and during the planting process of the rice, the top dressing operation is often carried out according to the growth condition of the rice, However, it is difficult to ensure the fertilization precision and the fertilizer uniformity in the width direction, and most of the most recent variable fertilization control systems are mainly controlled by the variable fertilizer application control of the dry field, and the research of the variable fertilization control system suitable for the application of the rice topdressing operation is lacking. Aiming at the above problems, a variable fertilization control system based on a pneumatic fertilizer applicator and a PID control algorithm is designed, and the system is used with a high-clearance tractor, and is mainly applicable to the field variable topdressing operation. According to the STM32F103 chip as the core, the variable fertilization controller is developed, the closed-loop control of the rotating speed of the fertilizer and fertilizer motor is realized by using the incremental PID algorithm, the software of the upper computer of the Android is developed based on the Qpad-X5 of the company, and the following performance of the system is finished, The precision of fertilization and the uniformity of fertilization were tested. The experimental results show that the average response time of the system is 700ms, the relative error of the actual average speed and the given rotating speed is less than 3%, the actual rotating speed fluctuates within the acceptable range with the given rotating speed, and the relative error of the fertilizer discharge quantity under the constant speed condition is not more than 4%, the relative error of the two tests under the variable speed condition is 0.6% and 0.1%, respectively, and the system has higher fertilization precision and better fertilizer application uniformity, can meet the operation requirement of the precision agriculture, At the same time, this study set up a paddy field pneumatic variable fertilizer applicator platform, which laid the foundation for the follow-up research.
【作者單位】： 華南農業(yè)大學南方農業(yè)機械與裝備關鍵技術教育部重點實驗室;南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：“十二五”國家“863”計劃項目(2012AA101901-3,2013AA102307-1)
【分類號】：S224.2

【參考文獻】

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本文編號：2527092