PWM間歇噴霧式變量噴施系統(tǒng)性能測試及壓力穩(wěn)定控制器的設(shè)計.pdf

1、在PWM間歇噴霧式變量噴施系統(tǒng)中，由于其間歇式噴霧特性，導致其霧量沉積分布均勻性較難控制，而藥液霧滴在靶標上的沉積分布均勻性對農(nóng)藥藥效的影響很大;系統(tǒng)管路中流量變化會引起管路壓力損失的改變，致使噴頭實際噴霧壓力出現(xiàn)波動、噴頭間的實際噴霧壓力出現(xiàn)差異;隔膜泵間歇性吸排液等特點會造成管路中出現(xiàn)壓力脈動;且系統(tǒng)所用電磁閥的快速啟閉會在管路中形成液壓沖擊，二者共同作用將會產(chǎn)生壓力諧振;而噴頭的噴霧流量和霧化特性對噴霧壓力比較敏感，致使噴霧流量控

2、制精度受到較大影響。本文對PWM變量噴施系統(tǒng)性能進行相應的試驗測試和流體動力學分析，明確靜態(tài)霧量沉積分布、管路壓力損失、壓力脈動及液壓沖擊與噴霧壓力、PWM信號頻率和占空比等工況參數(shù)之間的關(guān)系，建立量化模型，從而設(shè)計了一套PWM變量噴施壓力穩(wěn)定控制器并為PWM變量噴施系統(tǒng)的動態(tài)霧量沉積分布模型的建立奠定基礎(chǔ)。這對于提高農(nóng)藥的有效利用率、節(jié)約農(nóng)藥資源、保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。主要研究工作及結(jié)論如下:
　　

3、 1.在不同噴霧壓力、不同PWM信號頻率和占空比下，采用矩陣式霧量收集裝置對TR80-05型空心圓錐霧噴頭的靜態(tài)霧量分布進行了測試，并采用非線性回歸分析法確立了噴霧壓力0.3Mpa.PWM信號頻率2Hz、不同PWM信號占空比下的集霧單元尺度上的靜態(tài)霧量分布模型。結(jié)果表明:噴頭的靜態(tài)霧量分布模型呈中心對稱的圓環(huán)狀，且近似符合二維雙正態(tài)分布;隨噴霧壓力的增大，霧量沉積量增加，且霧量分布圓環(huán)區(qū)域半徑增大;PWM信號占空比與霧量沉積量近似呈正

4、比關(guān)系，而對霧量分布圓環(huán)區(qū)域半徑的影響較小;PWM信號頻率對靜態(tài)霧量分布影響很小。
　　 2.為揭示系統(tǒng)管路壓力損失的變化特性和液壓沖擊特性，在PWM間歇噴霧式變量噴施管路系統(tǒng)中進行了流體動力學分析，確定了不同噴霧流量下的管路藥液流態(tài)，建立了壓力損失和液壓沖擊的計算模型，分析了0.3MPa設(shè)定噴桿壓力下的管路壓力損失變化范圍和液壓沖擊幅度，并進行了實際試驗測試。結(jié)果表明:在0.3MPa設(shè)定噴桿壓力下，同一噴頭前端管路的壓力損失的

5、變化幅度可達140kPa，不同噴頭間的實際噴霧壓力差異可達25kPa，由于電磁閥快速啟閉而引起的液壓沖擊幅值可達170kPa。
　　 3.為得到系統(tǒng)中由隔膜泵和電磁閥帶來的壓力脈動和液壓沖擊以及二者共同作用產(chǎn)生的壓力諧振，在不同隔膜泵轉(zhuǎn)速、不同PWM控制信號頻率和占空比下進行了壓力脈動和液壓沖擊的綜合測試研究。結(jié)果表明:隨著隔膜泵轉(zhuǎn)速的增加，壓力脈動周期逐漸變小，幅值逐漸變大;隨著PWM信號頻率的增加，液壓沖擊和壓力諧振趨于壓力