自動化施肥控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來，農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的發(fā)展趨勢與方向已經(jīng)由輸水過程節(jié)水和田間灌水過程節(jié)水轉(zhuǎn)移到生物節(jié)水、作物精量控制用水以及節(jié)水系統(tǒng)的科學(xué)管理，而在精準(zhǔn)灌溉和灌溉系統(tǒng)的自動控制方面，我國與國際領(lǐng)先水平的差距還較大，在該領(lǐng)域還處于個別點的試驗研究階段。 經(jīng)過對我國注肥裝置的市場現(xiàn)狀和需求的調(diào)研分析，本文在對灌溉施肥技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，圍繞PID控制技術(shù)，提出了兩種實施方案：可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)和單片機應(yīng)用系統(tǒng)。從開發(fā)周期和

2、組態(tài)方便、維護性好等方面考慮，研制了應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的自動化施肥系統(tǒng)。本文論述了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計、器件選型，最后說明了組裝調(diào)試的步驟和所遇問題的解決方法。針對PLC控制系統(tǒng)價格高的不足，本文提出了單片機控制方案，進行了基于AT89S52的單片機控制方案設(shè)計。 肥液濃度(EC值)的調(diào)控技術(shù)是此系統(tǒng)的重點，本文進行了開環(huán)階躍響應(yīng)調(diào)試實驗，分析出系統(tǒng)控制對象的特性為慣性、非線性、大滯后。對系統(tǒng)采用數(shù)字PlD控制理論分析和實驗，結(jié)果表

3、明控制精度高，但在肥液濃度變化較大時控制性能惡化。采用開環(huán)階躍響應(yīng)、簡化擴充臨界比例法和模糊控制，即在常規(guī)PID控制的基礎(chǔ)上，引入現(xiàn)場操作經(jīng)驗，使控制系統(tǒng)不依賴于系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，具有較強的魯棒性和抗干擾能力。實驗表明其控制精度高，能適應(yīng)肥液濃度變化，具備自整定、自適應(yīng)特點。控制性能優(yōu)良，穩(wěn)定時間3分鐘內(nèi)，精度0.15ms/cm，超調(diào)量<15％。由于酸(堿)液即PH值的配制濃度單一，采用階躍開環(huán)控制與普通PID控制配合的控制器，能彌補系統(tǒng)延