自動變量施肥控制系統(tǒng)的開發(fā)和研制.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學技術的迅猛發(fā)展，變量施肥已成為當今世界科學施肥的潮流，它的科學性、合理性、針對性以及高產、高效、優(yōu)質等特點是本世紀發(fā)展“精準農業(yè)”值得推廣的重點技術之一。然而在我國國內，大多數(shù)農村，化肥的田間使用仍然是采用傳統(tǒng)的人工撒播方式，勞動效率低下。隨著農村從事生產勞動人口數(shù)量的逐年減少，化肥的人工施用成為當前限制農業(yè)生產發(fā)展的主要因素之一。另外，農業(yè)生產化肥的過量使用，出現(xiàn)了化肥使用率較低，環(huán)境污染和地下水殘留超標等問題，對我國農產

2、品的質量安全造成了嚴重的威脅。20世紀90年代以來，變量施肥技術飛速的發(fā)展，許多發(fā)達國家都研制出各自特色的變量施肥機，然而大多結構復雜，總體造價昂貴，且受土壤環(huán)境等影響較大。國內也有部分施肥系統(tǒng)研制成功，機械結構復雜，成本較高。
　　 本文介紹了一種適合國內農業(yè)生產的基于脈寬調制(PWM)的全自動變量施肥控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)肥料播撒隨農機具行駛速度自動調節(jié)，并且可以在施肥過程中隨意改變施肥量，也可結合GPS/GIS全自動變量施肥，

3、達到精準施肥的目的。脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation)是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM控制主要應用在電力電子技術行業(yè),包括風力發(fā)電、電機調速、直流供電等領域.本全自動變量施肥控制系統(tǒng)亦采用PWM脈寬信號來控制液壓流量調節(jié)閥達到控制液壓馬達轉速的目的。
　　 本文做的主要工作有：⑴對我國農業(yè)現(xiàn)狀及農業(yè)施肥狀況進

4、行分析，論述變量施肥的重要性以及開發(fā)變量施肥系統(tǒng)的重要意義；⑵在深入分析影響施肥的各種因素和施肥控制原理的基礎上，確定變量施肥控制系統(tǒng)實施方案；⑶通過大量實測試驗，確定了施肥量、機具前進速度和液壓馬達轉速三者之間的關系。建立了變量施肥系統(tǒng)的數(shù)學模型；⑷分析控制系統(tǒng)信號的輸入和輸出，設計采用以C8051F020處理器為核心的控制系統(tǒng)作為變量施肥執(zhí)行機構的控制器，并留出了與上位機的接口，為以后的開發(fā)研究奠定了基礎；⑸確定了變量施肥的控制策略