多旋翼植保无人飞机防治棉蚜作业参数及施药系统优化设计

发布时间：2023-04-24 23:20

　　植保无人机作为一种新型施药装备,被广泛应用在作物病虫害防治上。在棉蚜防控方面,相对于传统地面施药装备,无人机更具优势。针对目前植保无人机防治棉蚜作业时棉花植株上雾滴沉积分布特性未知,旋翼下洗气流-雾滴流-作物冠层之间的互动关系不明确,导致作业参数设置不合理,以及现有施药系统存在不足等问题,本文进行以下研究:1)以具有代表性的P20电动四旋翼植保无人机为研究对象,分别于2018年和2019年6～8月在中国农业科学院植物保护研究所库尔勒试验基地进行无人机棉蚜防治试验。采用拉丁超立方试验设计方法,探索了棉花花铃期和蕾期无人机不同作业速度、高度以及喷洒量对雾滴沉积效果的影响,特别地就棉花植株上、中、下层及各层叶片正面、背面雾滴沉积数量展开讨论,筛选出棉花生长后期无人机最优作业参数,分析了旋翼下洗气流对叶片背面(棉蚜主要寄生部位)雾滴沉积数量的影响效应。其次,针对无人机在不同气象状态下的喷洒效果展开研究,对比了白天和夜间喷洒的雾滴沉积特征与棉蚜防效,以新疆地区常规喷杆喷雾机和喷枪为对照装备,结合两种气象状态下的雾滴沉积情况和棉蚜生物习性提出新的防治策略。2)针对旋翼下洗气流对棉花叶片背面雾滴沉积...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源与背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景与意义
    1.2 棉蚜防治现状
        1.2.1 防治技术
        1.2.2 防治装备
    1.3 植保无人飞机在棉蚜防治方面的研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文研究目标及内容
        1.4.1 现有研究存在的问题
        1.4.2 研究目标与内容
        1.4.3 技术路线
    1.5 本章小结
第二章 植保无人飞机棉蚜防治雾滴沉积特性研究
    2.1 试验材料与方法
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验方法
    2.2 试验结果与分析
        2.2.1 作业参数对雾滴沉积量的影响
        2.2.2 作业参数对雾滴穿透性的影响
        2.2.3 棉蚜防治效果
    2.3 本章小结
第三章 冠层扰动区域和雾滴流沉积区域位置关系研究
    3.1 基于机器视觉的冠层扰动区位置研究
        3.1.1 P20植保无人飞机作业图像采集
        3.1.2 冠层扰动区域提取与滞后距离计算
        3.1.3 结果与分析
    3.2 基于CFD雾滴沉积区位置仿真
        3.2.1 P20植保无人飞机飞行原理
        3.2.2 植保无人飞机姿态参数计算
        3.2.3 植保无人飞机三维模型建立
        3.2.4 仿真过程与结果
    3.3 本章小结
第四章 植保无人飞机喷头倾角自动调节系统设计
    4.1 喷头倾角自动调节控制模型
        4.1.1 试验方案
        4.1.2 控制模型
    4.2 系统总体设计方案
        4.2.1 设计要求
        4.2.2 总体设计方案
    4.3 电子控制系统设计
        4.3.1 系统总体设计
        4.3.2 系统硬件选型与设计
    4.4 系统软件设计
        4.4.1 APP设计
        4.4.2 搭建云平台
        4.4.3 程序编写
    4.5 本章小结
第五章 喷头倾角自动调节系统喷洒性能田间试验
    5.1 舵机固定底座设计
    5.2 试验材料与方法
    5.3 试验结论
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历



本文编号：3800224