静电喷雾施药机工作过程自适应优化调控系统设计与试验

发布时间：2023-07-25 04:37

　　我国不仅是人口大国也是农业大国,农作物的病虫害预防和产量提高主要依赖化学防治。然而在防治过程中,农药的有效利用率不足30%,导致严重的环境污染和资源浪费,制约了我国农业的可持续发展。静电喷雾技术是国际上公认可以提高施药效率的新型施药技术,可有效提高农药利用率。然而,目前静电喷雾施药机施药过程中工作参数都是固定的,外界环境风速改变时,其工作参数不可调控,不利于其保持最佳沉积效果。因此本课题开展静电喷雾施药机工作过程自适应优化调控系统研究,拟在探索风速、喷雾压力和静电电压对雾滴沉积率交互影响的基础上,建立雾滴沉积率数学模型,设计出一套可以应用在静电喷雾施药机上的自适应优化调控系统,以期达到提高雾滴沉积效率的目的。主要研究工作及结论如下:(1)在线可调高压静电发生器的设计与试验。分别设计了可调稳压模块、方波产生模块、高频逆变模块、倍压整流模块,开发出适合农业用的在线可调高压静电发生器,并通过其输出特性和负载特性试验,表明其满足课题要求。(2)通过试验研究了风速、喷雾压力和静电电压对喷雾时雾滴沉积效果的影响,试验结果表明,随着电压升高雾滴沉积率呈现出先增大后缓慢减小的趋势,在静电电压为8kV时...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 静电喷雾技术的研究
        1.2.2 静电喷雾施药机具的研究
        1.2.3 高压静电发生器的研究
    1.3 本课题的主要研究内容及技术路线
    1.4 本章小结
第二章 自适应优化调控系统总体方案及部件选型
    2.1 引言
    2.2 静电喷雾施药机自适应优化调控系统的总体设计
        2.2.1 系统需求分析
        2.2.2 系统工作结构图
    2.3 主要部件选型
        2.3.1 控制系统处理器
        2.3.2 实时电压调节系统部件选型
        2.3.3 压力控制系统部件选型
        2.3.4 其他设备
    2.4 本章小结
第三章 在线可调高压静电发生器设计与试验
    3.1 引言
    3.2 主电路设计
    3.3 高压静电发生器主要模块
        3.3.1 可调稳压模块
        3.3.2 方波产生模块
        3.3.3 高频逆变模块
        3.3.4 高频升压变压器设计
        3.3.5 倍压整流模块
    3.4 高压发生器调试
        3.4.1 高压发生器输出特性
        3.4.2 高压发生器负载特性
    3.5 本章小结
第四章 静电喷雾沉积试验及参数优化
    4.1 引言
    4.2 静电喷雾沉积效果单因素影响试验
        4.2.1 荷电雾滴沉积检测方法
        4.2.2 荷电雾滴沉积试验设计
        4.2.3 结果与讨论
    4.3 基于响应面法的雾滴沉积率模型建立及参数优化
        4.3.1 响应面法
        4.3.2 建立静电喷雾沉积试验的数学模型
        4.3.3 沉积率模型的显著性分析和诊断
        4.3.4 试验参数优化
    4.4 本章小结
第五章 静电喷雾施药机自适应优化调控系统设计及试验
    5.1 引言
    5.2 系统硬件设计
        5.2.1 总体设计
        5.2.2 显示模块
        5.2.3 压力控制系统
    5.3 系统软件设计
        5.3.1 主程序
        5.3.2 电压调节系统
        5.3.3 压力控制系统
        5.3.4 基于卡尔曼滤波的药液管路压力信号除噪
        5.3.5 压力控制系统控制效果分析
    5.4 自适应优化调控系统沉积控制效果试验
        5.4.1 系统控制试验设计
        5.4.2 结果与讨论
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术成果及参与项目



本文编号：3837173