精准农业的发展程度已成为农业现代化的重要标志,农作物病虫草害的防治是农业生产的重要组成部分。提高我国农业现代化水平,途经无外乎两条,一条是从国外引进,这当然是可行的办法,可以减少研究开发资金,还可以加快农业现代化步伐,但这毕竟是权宜之计,中国这样的大国不可能永远都靠从国外引进技术。另一条路就是自己研制开发适合中国农业特色的现代农业设施。虽然自己研制开发成本高,周期长,不如从国外引进技术来得快,但产品拥有自主知识产权,且适合中国农业国情。因此自己研制开发农业设施才是提高我国农业现代化水平的根本途径。 本文提出了一种可以用于农作物病虫草害防治,叶面施肥,节水灌溉的农用多喷头喷雾系统。这种喷雾系统可以根据各个喷头喷施范围内的作物长势,疏密,病虫害等信息,适时调整各喷头的雾滴直径和药液流量,起到节水、节肥、节约农药、减轻环境污染的作用。本文主要解决了在不同药液流量下离心转子喷头转速恒定问题,药液总杆中药液压强的恒定问题和单片机调速控制系统的设计问题。 文中设计了一个电机闭环调速系统,通过建立调速系统各个环节的数学模型得到了整个闭环调速系统的传递函数,并运用郝尔维茨判据对系统的稳定性进行了分析。指出只有用闭环调速才能得到满足本系统要求的静差率和较大的调速范围。该电机闭环调速系统有效地解决了药液流量的变化干扰喷头转速导致雾滴直径不能精确控制的问题。 药液压强的变化会干扰对喷头药液流量的控制。因此本文在药液总杆中设置了压强传感器,根据压强传感器的数据调节药液总杆进液口阀门的口径来保证药液总杆中药液压强的恒定。传感器是药液压强恒定系统最重要的部分,因此本文还对传感器的动静态性能进行了详细的分析。 单片机是根据图像处理部分送来的雾滴等级给 PWM 变换器送不同占空比脉冲来实现对喷头电机进行调速的。根据图像处理部分送来的所需要的药液流量给喷头阀门步进电机送不同数量的脉冲来实现对药液流量进行控制的。在单片机设计部分,为实现对雾滴直径和药液流量的控制,文中给出了详细的软硬件设计。 本文提出多喷头农用喷雾系统的设计思想不同于其他农用喷雾器,注重于它的智能特性和环保功能,即它能随作物信息改变喷雾参数。同时提出了将本系统和大型群控化连栋温室结合起来的思想,为农用喷雾器械的发展提供了一个参考方向。 综上所述,本文给出了整个系统除图像处理部分以外的详细设计,解决了设计过程中遇到的几个理论问题。为产品开发奠定了坚实的理论基础。