彭文姣-玉米自走式苗期间歇施药控制系统设计.pdf

摘 要 一直以来，农业上防治病虫灾害的有效手段即为对农作物进行农药喷洒。然而，与 其他发达国家相比，我国施药技术的落后导致农药的大量浪费，较低的农药利用率不仅 提高了防治病虫害的成本，对生态自然环境的破坏也日益严重。尤其针对新疆大田种植 玉米作物，施药面积大、用药量多，如何实现减药增效尤为重要。为提高我区农药利用 率，提出应用变量施药技术，以苗期玉米植株为研究对象，研究设计一套适用于自走式 喷药机的间歇施药控制系统，以期改善施药效果，降低农药污染。 本文的主要研究内容如下： （1）以施药机具、施药技术角度出发，综述国内外间歇施药控制系统研究现状， 通过对比对象检测传感器文献成果，结合本研究对象特征，优选超声传感器感知苗期玉 米植株。根据系统设计目的与要求，研究确定了技术路线。 （2 ）搭建了间歇施药控制硬件系统：设计了间歇施药液压回路，确定了液压元件 参数；开发了基于 PLC 的电控系统，规划了PLC 外部电路以及电磁阀驱动电路。 （3 ）构建了系统压力控制模型与流量控制模型，基于作物超声检测高度，建立了 间歇喷药变量控制模型。研究了基于PID 的施药系统压力稳定控制算法，并完成模型仿 真分析。 （4 ）设计了基于PLC 的系统控制软件，完成上位机软件开发。 （5 ）搭建了间歇施药控制系统试验台，苗期玉米间歇施药台架试验结果表明：间 歇施药控制系统性能良好，流量控制精度误差在±5.57% 以内，压力闭环控制相对误差 在±4.71% 以内，满足作业要求。 关键词：玉米苗期，间歇施药，PID 控制，PLC。 I Abstract For a long time, the effective method to prevent pests and diseases in agriculture is to spray pesticides on crops. However, compared with other developed countries, the backwardness of pesticide application technology in our country leads to a large amount of waste of pesticides. The lower utilization rate of pesticides not only raises the cost of controlling diseases and insect pests, but also destroys the ecological environment. Especially for the field planting of maize crops in Xinjiang, the application area is large and the amount of medicine used is large. In order to improve the utilization rate of pesticide in our area, the application of variable pesticide application technology was put forward. Taking maize plants in seedling stage as the research object, a set of intermittent pesticide application control system suitable for self-propelled spraying machine was designed in order to improve the pesticide application effect and reduce pesticide pollution. The main research contents of this paper are as follows: (1) From the perspective of applicator and applicator tec