基于PWM的无人机精准变量喷洒控制系统研究

发布时间：2020-06-04 12:52

【摘要】：近年来,农业技术得到了全面发展,要将针对湖南农业“大而不强”的现状,以精细农业为特色来打造优质农副产品供应基地,加快现代农业发展步伐,实现从农业大省向农业强省的跨越。因此,农业精细化是农业现代化发展的方向。在我国,农作物在生产过程当中,基本上还是用传统的方式进行农药喷洒,喷洒农药的量也是依靠农民的经验来判断。这样的喷洒方式一来工作效率不高,二来假若在喷洒过程中操作不慎或者麻木的经验判断导致农药喷洒过量,极易污染环境,破坏空气和土壤,最终影响农作物的安全性。为了控制污染,达到精准的农药喷洒,通过利用无人机来调节喷洒的药量,开发了基于PWM的无人机精准变量农药喷洒控制系统。论文对无人机的系统设计和精准变量喷洒控制系统的设计做了详细的介绍,主要包括以下几个部分:1、四旋翼无人机的控制系统设计。对四旋翼无人机系统结构MCU,IMU,电子罗盘,气压传感器和GPS模块进行了选型,完成硬件设计;再通过姿态,控制,导航算法设计完成了控制系统设计,保证了四旋翼无人机在喷洒过程保持平衡工作。2、精准变量喷洒控制系统的设计。结合PWM调制原理分析了精准变量农药喷洒原理,制定变量农药喷洒系统设计方案;完成了系统硬件设计以及精准变量喷洒控制系统模块的元件选型;并完成了系统控制软件的设计;建立了无人机飞行的实时速度与PWM值之间的关系。3、变量农药喷洒控制系统喷洒试验。最后对变量农药喷洒控制系统进行了喷洒试验,查找无人机飞行速度与喷洒速度的关系,PWM与喷洒速度的关系找到PWM与喷洒流量的关系,对采集的多组数据进行了分析,结果证明方案是可行的。
【图文】：

第二章 无人机控制系统设计1 无人机控制系统结构设计无人机采用四轴飞行控制系统，四轴飞行控制系统的硬件电路主要分为模块：中央处理模块、惯性导航(IMU)模块、电子罗盘模块、高度计模块、球定位(GPS)模块、光流模块、电子调速器模块。飞行控制系统硬件架构示意图如图 2-1：

图 2-2 飞行控制系统电路 3D 仿真图Fig2-2 Flight controller hardware 3D diagram制系统电路 PCB Layout 图如下：
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S491

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 郝世宾;刘丽;魏青;;廊坊市市售蔬菜中农药残留的调查分析[J];食品安全质量检测学报;2015年10期

2 刘浩蓬;龙长江;万鹏;王晓谊;胡奔;;植保四轴飞行器的模糊PID控制[J];农业工程学报;2015年01期

3 徐兴;徐胜;刘永鑫;陈佳森;蔡仲勋;余展韶;;小型无人机机载农药变量喷洒系统设计[J];广东农业科学;2014年09期

4 周立新;薛新宇;孙竹;秦维彩;张宋超;孔伟;;无人直升机农药喷洒系统的设计及应用[J];江苏农业科学;2013年12期

5 薛新宇;秦维彩;孙竹;张宋超;周立新;吴萍;;N-3型无人直升机施药方式对稻飞虱和稻纵卷叶螟防治效果的影响[J];植物保护学报;2013年03期

6 仇成群;刘成林;沈法华;陈杰;;基于Matlab和模糊PID的汽车巡航控制系统设计[J];农业工程学报;2012年06期

7 周立新;薛新宇;孙竹;张宋超;孔伟;张涛;王宝坤;;航空喷雾用电动离心喷头试验研究[J];中国农机化;2011年01期

8 陈艳巧;张晓辉;;我国植保机械现状及其发展策略[J];农业装备与车辆工程;2006年02期

9 王俊;祁力钧;;SSM中可变量喷雾技术的现状和发展趋势[J];农机化研究;2005年06期

10 陈勇,郑加强;精确施药可变量喷雾控制系统的研究[J];农业工程学报;2005年05期

，

本文编号：2696421