温室遥控对靶喷雾机控制系统设计与试验研究

发布时间：2018-01-01 18:12

  本文关键词：温室遥控对靶喷雾机控制系统设计与试验研究　出处：《江苏大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：研究适合我国温室农业生产的温室自动化植保装备符合当前的现代农业发展方向。在温室农业生产中,自动化喷雾技术是作物病虫害防治与精确高效施药的重要实现方法,对有效提高农药利用率、人员施药安全、农产品品质、减轻劳动强度和降低农药污染等具有重要意义。本文结合自动控制行走技术与对靶施药技术,设计了温室遥控对靶喷雾机控制系统。通过遥控方式实现对喷雾机的远程控制,在作物行间开启自适应行走控制;并在底盘运动控制的基础上,进一步开展了对靶喷雾系统的设计与试验研究。分析了控制系统的运动控制性能与对靶施药性能。实现了高效经济、低量安全的目的,为温室自动化喷雾技术研究提供参考。本文主要研究工作如下:1.通过分析国内外相关研究,确定了温室遥控对靶喷雾机控制系统的整体方案,即采用主从式运动控制方法实现了喷雾机的远程控制和作物行间自适应行走调控功能。在运动控制的基础上,喷雾机可以根据农作物的有无完成自动对靶喷雾功能。本文给出了温室喷雾机的总体结构及主要参数。对各个控制单元的工作原理和方案进行了详细的阐述。2.本文对温室遥控对靶喷雾机的主要执行元器件进行了介绍,并设计了控制系统的硬件部分,包括遥控主机、运动控制从机和对靶控制的硬件电路。具体设计内容包括单片机模块、电源模块、矩阵按键接口、电机及驱动器接口、多传感器接口和基于E30-TTL-100模块的无线通信方式。设计开发了控制系统的软件部分,包括主从式运动实时控制和对靶控制主程序。详细阐述了矩阵按键、串口通信和超声波测距子程序。其中通过超声波传感器连续三次检测的靶标判别法,实现当前靶标的判别;此外为了避免喷雾机碰撞墙体或作物,实现喷雾机的避障功能,并且使喷雾机近似于平行作物完成施药作业任务,设计了基于超声波传感器的作物行间自适应行走调控方法。3.由于对靶检测判断到执行喷雾动作存在延迟,导致滞后喷雾从而对果树冠层的雾滴覆盖率造成影响,因此本文对对靶控制系统的响应时间进行了测定,根据对靶响应延迟时间,调整对靶检测装置与喷头的水平安装距离实现提前对靶。通过试验测定,对靶延迟响应时间为0.41s左右。4.通过试验研究了对靶喷雾作业的喷雾量和沉积性能,省药率试验结果表明,与连续喷雾相比,在0.5 m/s和1.0 m/s时,对靶喷雾情况下的省药率分别为43.24%和47.06%,因此自动对靶可以大大节省施药量。沉积试验结果表明,行驶速度为0.5 m/s时,在连续和对靶喷雾方式下,叶子正面雾滴覆盖率相差约5%;速度为1 m/s时,在连续和对靶喷雾方式下,叶子正面雾滴覆盖率相差约11%。说明自动对靶对叶子正面雾滴覆盖率在0.5 m/s的低速情况下影响较小,在1 m/s的情况下影响比0.5 m/s时略大一些。在相同速度条件下,连续和对靶两种喷雾方式对叶子反面雾滴覆盖率无明显的差异,说明喷雾方式对叶子反面喷雾覆盖率无影响。5.为验证行走系统的性能,对遥控与自适应调控进行了场地试验。试验表明,遥控信号测试工作良好,信号传输稳定,响应快。室内场地试验表明喷雾机能够在偏离道路中心线的情况下完成自动调节,并最终沿中心线附近行走未发生碰撞墙体,偏离走廊道路中心线的距离控制在8cm范围内。
[Abstract]:In this paper , the main executive components of the control system of the greenhouse are introduced in this paper . The main parameters of the control system are discussed in this paper . The results show that the automatic control signal test is good , the signal transmission is stable and the response is fast . The test of indoor field shows that the spray machine can complete automatic regulation without deviation from the center line of the road , and the distance between the center line of the corridor and the center line of the corridor is controlled within 8 cm .

【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S491

【参考文献】

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本文编号：1365630