發(fā)布時間：2020-07-30 06:57

【摘要】：農(nóng)作物的農(nóng)藥噴灑作業(yè)是確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順利進行的必要作業(yè)任務,對我國國計民生有重要的影響。傳統(tǒng)的地面農(nóng)藥噴灑方法由于噴灑效率低、農(nóng)藥殘留嚴重和污染環(huán)境等缺點,逐步被航空噴霧方法所代替。此外,低量或超低量噴霧作業(yè)中,小粒徑霧滴在沉降過程中很容易因揮發(fā)而改變霧滴參數(shù),霧滴揮發(fā)與噴霧環(huán)境有關,不同病蟲害需要用具有不同參數(shù)的霧滴去滅殺,霧滴參數(shù)需要滿足生物最佳粒徑理論,噴灑系統(tǒng)必須做到精準施藥,然而,現(xiàn)有的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)很少考慮到霧滴揮發(fā)對霧滴參數(shù)的影響。為了解決以上這些問題,本課題設計了一種以多旋翼無人機為載體的變霧滴參數(shù)農(nóng)藥噴灑系統(tǒng),并制作了樣機,開展試驗評估了樣機。針對農(nóng)藥噴灑作業(yè)內容和設計要求,探討了系統(tǒng)設計所用到相關理論,根據(jù)植保機械使用者的迫切需求,針對現(xiàn)有農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)的缺陷,制定了樣機整體技術方案,設定了樣機主要技術指標。整體設計方案包括藥液水路系統(tǒng)、下位機和上位機。根據(jù)整體設計方案,搭建了樣機的藥液水路系統(tǒng),設計了下位機系統(tǒng)硬件電路,完成了下位機和上位機的嵌入式軟件開發(fā),通過測試驗證了系統(tǒng)整體技術方案的可行性,初步完成樣機的制作。霧滴參數(shù)與試驗因素之間的關系以及霧化盤轉速的精確調節(jié)是樣機最終完成的關鍵,論文對此開展了相關試驗設計。根據(jù)無刷直流電機的特性,利用STM32精確測量了霧化盤轉速,設計了旋轉正交試驗驗證了大氣溫濕度和霧滴沉降距離是否對霧滴揮發(fā)有影響及影響程度,得到了霧化盤轉速與試驗因素之間的回歸方程式。此外,霧化盤轉速與脈寬調制信號占空比之間并不是嚴格的線性關系,論文用五次多項式對兩者重新進行了精確標定。由于噴霧環(huán)境時常變化,霧化盤轉速實際值跟隨理論值比較困難,論文采用變速積分增量式PID算法優(yōu)化了霧化盤轉速系統(tǒng),并通過MATLAB仿真驗證了算法的可行性,最終完成了樣機的制作。設計了噴霧試驗進行樣機評估,評估結果表明:手動和自動噴霧模式下,試驗結果都滿足最初設定的技術指標,霧滴參數(shù)的誤差在可接受的范圍內。該課題設計的樣機是生物最佳粒徑理論的成功應用,為精準施藥領域的研究提供了一個研究思路,論文中的數(shù)據(jù)和結論可以為實際農(nóng)藥噴灑作業(yè)提供指導。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S49
【圖文】：

圖 1-4 日本農(nóng)業(yè)植保機 Agri Drone 圖 1-5 大疆無人植保機 MG-1[26]1.2.5 國內外研究現(xiàn)狀分析通過以上文獻分析，國內外研究人員在可變量技術、生物最佳粒徑理論響霧滴沉積分布特性的因素和農(nóng)業(yè)航空噴霧系統(tǒng)等諸多方面對農(nóng)藥噴灑作

大疆無人植保機MG-1[26]

圖 2-4 霧化盤組件實物圖 圖 2-5 霧化盤內壁溝槽示意農(nóng)藥發(fā)揮藥效的理想程度與霧滴速度場、霧滴粒徑等霧滴參數(shù)有關[粒徑是最重要的霧滴參數(shù)，本課題設計的變霧滴參數(shù)控制系統(tǒng)主要指徑，因此我們需要研究影響霧滴粒徑大小的因素。2.2.2 霧滴粒徑

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本文編號：2775191