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中国是世界农药最大生产国和使用国,农药使用量为世界平均水平的2.5倍。虽然农药是防治病虫草害不可缺少的一环且对粮食生产安全等有重要的意义,但是农药过量使用会对生态环境造成破坏和生产成本的增加。风幕防飘移系统是能够有效减少药液飘失、提高农药利用率的设备系统,但目前风幕系统的设计大多停留在经验设计阶段,相关理论不够完备,对施药环境的复杂性考虑较少。本文以雾滴在侧风下飘移沉积分布规律为基础,建立了雾滴飘移沉积分布模型,进行了飘移沉积模拟预测来寻找多种喷雾因素对雾滴沉积分布的影响,通过模糊控制策略来提高风幕系统的智能化水平。本研究的主要内容如下:(1)根据雾滴飘移沉积分布的特点,建立了基于双峰分布的雾滴飘移沉积分布模型,以正态概率密度函数的特征值对雾滴沉积分布进行描述,系统分析了沉积分布随喷雾高度、喷雾压力和侧风速度这些条件变化的规律,并探究了静电喷雾对于该规律的影响,发现通过静电喷雾技术获得的荷电雾滴在运输过程中更容易受到气流胁迫作用的影响而发生飘移。基于双峰分布的雾滴飘移沉积分布模型及其变化规律为后续研究提供了基础数学模型和控制思路。(2)通过蒙特卡罗法建立了雾滴飘移沉积分布的预测模拟,能够实现雾滴的落点模拟预测并以此得到雾滴的飘移沉积分布情况。通过试验对该模型进行了验证,结果表明,对于普通扇形喷头该模型的预测值与实际值的误差均值不超过3%;对于IDK防漂移系列喷头,预测结果与实际值的误差均值不超过6%;对于静电喷雾喷头,虽然基于蒙特卡罗法进行的沉积分布预测值与实际值的相对误差均值比无静电场的时候提高了5%,模型的预测准确性略有降低,但仍能有效地对荷电雾滴在风胁迫中的沉积运动进行模拟预测。(3)通过试验和模拟预测,分析了多向侧风对雾滴沉积分布的影响。为了减小这种影响,提高风幕系统的有效性,设计了基于拉瓦尔效应和拉瓦尔喷管结构的导流板对风向进行短距离纠正,使沉积区域的气流场风向变为正向侧风,而在横向上的速度为0m/s。通过CFD仿真技术和实际试验验证了导流组的风向纠正效果,并对比了类拉瓦尔导流组与常规导流组所形成的气流场,结果表明类拉瓦尔结构的导流组所获得的气流场更加均匀,气流场速度变异系数更小。(4)通过对双峰分布雾滴飘移沉积模型的分析,以双峰沉积比和沉积尾长两个量来表示雾滴飘移沉积分布的集中性和长尾性。这两个量的取值越小,说明雾滴沉积分布越集中,雾滴因飘移作用形成的尾部沉积长度越短。根据不同风幕与喷头的相对距离时双峰沉积比和沉积尾长的变化规律,找出了其最佳距离区间为(μ1,μ2+σ2)。通过最小二乘支持向量机进行了风速均值的预测,结合模糊控制策略,形成了风幕防飘系统的智能控制系统。(5)设计试制了风幕防飘移试验台,进行了性能测试试验。结果表明,该风幕系统能够有效的避免非正向侧风对雾滴沉积分布的影响,在横向模拟自然风的状况下,该风幕系统比传统风幕系统的沉积量提高了29.53%。对于同样拥有导流结构的常规固定风幕,本文设计的风幕系统双峰沉积比和沉积尾长依然有明显降低。对于静电喷雾,双峰沉积比和沉积尾长分别降低了33.18%和20.45%,使沉积效果与常规喷雾在风幕作用下的沉积效果相近,所以本文设计的风幕系统能够有效克服静电喷雾的雾滴在运输过程中易受到气流胁迫作用影响而产生远距离飘移的缺点。风速均值预测使风幕系统的动作频率降低,相比于无风速预测的风幕系统,飘移沉积分布双峰沉积比下降了28.07%,沉积尾长缩短了28.4cm。以无模糊控制的风幕系统为对照组,进行了沉积双峰比和沉积尾长测试。结果表明,风幕系统通过模糊控制模式能有效的减少尾部长度,与常规控制模式相比下降了34.6%,而对双峰沉积比的影响则较少,其值降低了8.8%。