精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)田間變量施肥控制系統(tǒng)研究.pdf

1、國內(nèi)外在變量施肥控制系統(tǒng)的研究方面有很多成果和進(jìn)展。國外的成型系統(tǒng)盡管性能優(yōu)良，但其總體造價(jià)都很昂貴，且受氣候和土壤條件等制約。國內(nèi)所研究的變量施肥系統(tǒng)則存在機(jī)械機(jī)構(gòu)復(fù)雜，受肥料物理特性影響較大及造價(jià)較高等缺點(diǎn)。 為克服國內(nèi)外所研究變量施肥系統(tǒng)的存在的問題，本文結(jié)合國家“863”科技攻關(guān)招標(biāo)項(xiàng)目“變量施肥控制系統(tǒng)的研制”的子題目，重點(diǎn)對變量施肥控制器進(jìn)行了研究。在深入分析影響施肥主要因素的基礎(chǔ)上，確定了以液壓馬達(dá)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變量

2、施肥控制方案，通過控制排肥軸轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)施肥量，以實(shí)現(xiàn)按需施肥。當(dāng)排肥器不用地輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，變量施肥設(shè)計(jì)必須考慮機(jī)具前進(jìn)速度對施肥量的影響。 本課題設(shè)計(jì)過程分三步，硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)測試。硬件部分包括速度信號采集部分、ARM變量施肥控制器和實(shí)施機(jī)構(gòu)。其中信號采集部分由接近開關(guān)及測速雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)，采集所得到的信號通過外部中斷口輸入，ARM主控板包括人機(jī)界面接口、存儲器接口、傳感器接口及電源接口，實(shí)施機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)齒輪、肥料箱、

3、排肥輪、中間傳動(dòng)軸、機(jī)架等控制部件組成；軟件部分實(shí)現(xiàn)了用鍵盤輸入施肥量的要求，結(jié)合收到的速度信號，控制器使用模糊算法對收到的信號進(jìn)行處理，輸出控制脈沖驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)工作，液晶顯示屏可將地塊大小、速度、施肥量等數(shù)據(jù)在線實(shí)時(shí)顯示出來；根據(jù)測試階段的大量實(shí)驗(yàn)，利用模糊理論分析了施肥機(jī)具前進(jìn)速度對施肥量的動(dòng)態(tài)影響，并通過模糊推理進(jìn)行了機(jī)具前進(jìn)速度的預(yù)測，適當(dāng)調(diào)整了控制算法，使施肥量更符合實(shí)際要求；研制中還留出了與系統(tǒng)上位機(jī)通信的接口，作為下一步開