在線射流混藥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、全世界每年35%的谷物和33.8%的棉花都是因?yàn)椴∠x草害造成減產(chǎn),而化學(xué)防治還是我國(guó)農(nóng)林病蟲害的主要防治方法,所以混藥機(jī)具的研究及開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)迫切的任務(wù)。傳統(tǒng)的預(yù)混藥存在混藥質(zhì)量不高、農(nóng)藥浪費(fèi)、污染環(huán)境、施藥人員中毒等弊端,所以預(yù)混藥正逐漸被在線混藥所代替。
　　 在線射流混藥是利用管道中形成的負(fù)壓自動(dòng)吸入藥液,可以實(shí)現(xiàn)藥原液與水的分離,這樣就減少了藥液對(duì)機(jī)件的損害,降低了機(jī)件制造成本,而且節(jié)約了使用過(guò)程中多余的藥液,防止了農(nóng)藥的

2、傾倒對(duì)環(huán)境的污染。前人已經(jīng)對(duì)在線射流混藥的機(jī)理及混藥裝置的設(shè)計(jì)做了比較深入的研究,但是存在的問(wèn)題是混藥比的可調(diào)范同過(guò)窄、控制精度較低,還無(wú)法在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。為解決上述問(wèn)題,本文在國(guó)家863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2008AA100905,2006AA10A305-3)、國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30571240)資助下,研究和設(shè)計(jì)了基于DSP和LABVIEW的在線射流混藥控制系統(tǒng)。本文的主要研究工作如下:
　　 1.射流混

3、藥器設(shè)計(jì)
　　 建立了射流混藥器的數(shù)學(xué)模型,確定了射流混藥器的模擬方案,利用Fluent對(duì)射流器進(jìn)行了數(shù)值模擬。選取了三個(gè)主結(jié)構(gòu)參數(shù):嘴管距S、面積比m和吸入口角度γ對(duì)射流混藥器進(jìn)行研究。通過(guò)三因素正交實(shí)驗(yàn)表明:能獲得最優(yōu)性能的射流混藥裝置的組合是面積比為2.29,嘴管距為2.88mm,吸入口角度為60°。最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)了射流混藥器實(shí)體。
　　 2.在線射流混藥控制系統(tǒng)動(dòng)力源仿真與分析
　　 本文采用了三相

4、異步電機(jī)作為在線射流混藥控制系統(tǒng)的動(dòng)力源,所以三相異步電機(jī)的控制精度直接影響在線射流混藥系統(tǒng)的精度。為了更好的控制三相異步電機(jī),利用Simulink對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,通過(guò)仿真結(jié)果表明:電機(jī)控制系統(tǒng)速度響應(yīng)快、超調(diào)較小、抗干擾能力強(qiáng),具有較高的控制品質(zhì)。
　　 3.在線射流混藥控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
　　 采用TI公司的數(shù)字處理芯片TMS320F2812為核心控制芯片,設(shè)計(jì)了在線射流混藥控制系統(tǒng)的硬件部分,其中主要包

5、括電源模塊、通信模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等。同時(shí)在CCS環(huán)境下進(jìn)行了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),包括主程序設(shè)計(jì)及中斷程序設(shè)計(jì)等。
　　 4.在線射流混藥控制系統(tǒng)研究與分析
　　 為了研究本系統(tǒng)的實(shí)際控制性能,分別進(jìn)行了不同工況下的實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)水流量跟蹤性能實(shí)驗(yàn)、藥原液吸入量隨水流吸入量變化實(shí)驗(yàn)、不同混藥比情況下藥液的控制實(shí)驗(yàn)表明:水流量的控制誤差在2%以內(nèi),藥流量的控制誤差在3%以內(nèi),水藥混合比的可調(diào)范圍達(dá)到了合理的區(qū)間。