肥料顆粒流摻混與時(shí)滯排肥模型及預(yù)測(cè)控制研究.pdf

1、配比變量施肥是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要組成部分，合理利用化肥及研究施肥技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展有著非常積極的意義。現(xiàn)有變量施肥僅能在線調(diào)整一種復(fù)合肥或單元肥料的排肥量，無法實(shí)時(shí)調(diào)整氮磷鉀配比，難以滿足土壤和作物的差異化需求。項(xiàng)目針對(duì)配比變量施肥進(jìn)行研究，預(yù)在理論上揭示不同尺度的肥料顆粒流摻混機(jī)理，實(shí)現(xiàn)主要營(yíng)養(yǎng)元素配比和施肥量的在線精確控制，從而提高肥料利用率、減少施肥量，推動(dòng)精準(zhǔn)變量施肥的發(fā)展。
　　本文提出一種配比變量施肥裝置，裝置由三個(gè)肥箱、三個(gè)

2、排肥器、三個(gè)落肥管、一個(gè)摻混腔和一個(gè)波紋管組成。應(yīng)用顆粒離散元法并建立該裝置的三維離散元模型，選取三種常用的氮肥、鉀肥及磷肥對(duì)其摻混過程進(jìn)行研究。然后分別對(duì)裝置配置不同摻混腔形狀、不同落肥管高度及不同波紋管內(nèi)徑時(shí)進(jìn)行模擬仿真。追蹤記錄肥料顆粒在裝置中的軌跡、速度及碰撞過程，探究肥料顆粒的摻混規(guī)律及影響肥料混合的因素。計(jì)算落到地面后三種肥料的配比標(biāo)準(zhǔn)差，以此作為評(píng)判肥料混合均勻度的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)配比變量施肥裝置的各結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化。
　　為驗(yàn)

3、證上述仿真結(jié)果，課題設(shè)計(jì)完成一排肥裝置試驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)包括機(jī)架的設(shè)計(jì)、肥料傳送裝置的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理設(shè)備的應(yīng)用與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)時(shí)借助高速攝像機(jī)，對(duì)裝置中肥料顆粒的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，通過圖像分析軟件進(jìn)一步分析外槽輪轉(zhuǎn)速、不同摻混腔、不同落肥管高度及不同波紋管等對(duì)排肥過程的影響。同時(shí)結(jié)合仿真與試驗(yàn)，探究排肥系統(tǒng)的時(shí)滯特性，給出轉(zhuǎn)速與排肥量的關(guān)系曲線，為在實(shí)際工作中修正系統(tǒng)作業(yè)誤差、調(diào)整氮磷鉀三種肥料的施肥量與配比提供依據(jù)。