自動變量施肥控制系統(tǒng)的開發(fā)和研制.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，變量施肥已成為當(dāng)今世界科學(xué)施肥的潮流，它的科學(xué)性、合理性、針對性以及高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)等特點是本世紀(jì)發(fā)展“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”值得推廣的重點技術(shù)之一。然而在我國國內(nèi)，大多數(shù)農(nóng)村，化肥的田間使用仍然是采用傳統(tǒng)的人工撒播方式，勞動效率低下。隨著農(nóng)村從事生產(chǎn)勞動人口數(shù)量的逐年減少，化肥的人工施用成為當(dāng)前限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的主要因素之一。另外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化肥的過量使用，出現(xiàn)了化肥使用率較低，環(huán)境污染和地下水殘留超標(biāo)等問題，對我國農(nóng)產(chǎn)

2、品的質(zhì)量安全造成了嚴(yán)重的威脅。20世紀(jì)90年代以來，變量施肥技術(shù)飛速的發(fā)展，許多發(fā)達(dá)國家都研制出各自特色的變量施肥機(jī)，然而大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，總體造價昂貴，且受土壤環(huán)境等影響較大。國內(nèi)也有部分施肥系統(tǒng)研制成功，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。
　　 本文介紹了一種適合國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基于脈寬調(diào)制(PWM)的全自動變量施肥控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)肥料播撒隨農(nóng)機(jī)具行駛速度自動調(diào)節(jié)，并且可以在施肥過程中隨意改變施肥量，也可結(jié)合GPS/GIS全自動變量施肥，

3、達(dá)到精準(zhǔn)施肥的目的。脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation)是一種對模擬信號電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。PWM控制主要應(yīng)用在電力電子技術(shù)行業(yè),包括風(fēng)力發(fā)電、電機(jī)調(diào)速、直流供電等領(lǐng)域.本全自動變量施肥控制系統(tǒng)亦采用PWM脈寬信號來控制液壓流量調(diào)節(jié)閥達(dá)到控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的目的。
　　 本文做的主要工作有：⑴對我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀及農(nóng)業(yè)施肥狀況進(jìn)

4、行分析，論述變量施肥的重要性以及開發(fā)變量施肥系統(tǒng)的重要意義；⑵在深入分析影響施肥的各種因素和施肥控制原理的基礎(chǔ)上，確定變量施肥控制系統(tǒng)實施方案；⑶通過大量實測試驗，確定了施肥量、機(jī)具前進(jìn)速度和液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速三者之間的關(guān)系。建立了變量施肥系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；⑷分析控制系統(tǒng)信號的輸入和輸出，設(shè)計采用以C8051F020處理器為核心的控制系統(tǒng)作為變量施肥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制器，并留出了與上位機(jī)的接口，為以后的開發(fā)研究奠定了基礎(chǔ)；⑸確定了變量施肥的控制策略