变量施肥控制系统关键技术的研究

【摘要】精准农业（PrecisionAgriculture，简称PA）代表了当今世界农业发展的新潮流，是在信息技术支持下，根据农田空间变异，定位、定时、定量地实施精细准确的农业生产。其基本涵义是根据作物生长的性状，调节对作物的投入，即一方面掌握农田的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理，提高土壤的生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得最佳的经济效益和生态效益。结合农业实际需求，根据变量施肥控制原理，本文对变量施肥控制系统的关键技术进行了深入研究。在分析了现有变量施肥控制系统方案的基础上，提出了基于两个单片机架构的双CPU闭环控制系统的控制方案，系统可接收车载计算机的控制指令和测速传感器反馈回来的液压马达转速信息，根据施肥决策数据精准调节，控制液压马达转速，实现变量施肥控制；对基于AT89S52单片机架构的闭环控制器和基于STC89C52单片机架构的测速系统进行了深入地研究；在深入分析比较几种变量施肥控制机构方案后，确定了阀控液压马达控制机构方案，设计了新型变量施固体肥电液驱动装置；为了能够更加精确地控制液压马达转速，更好地适应变量施肥作业的要求，系统引入了PID控制策略，并对PID控制参数进行了整定；进行了系统室内及室外的相关标定试验，试验证明系统具有结构简单、操作方便易学、施肥量变化范围大、性能稳定可靠、控制精度高等优点，有较大的推广价值。此外，本系统借鉴国内外研究经验，以自主开发为主，成本较低，有利于促进变量施肥技术的实施及推广应用。
【作者】姜立明；
【导师】庄卫东；
【作者基本信息】黑龙江八一农垦大学，农业机械化工程，2014，硕士
【关键词】精准农业；变量施肥；PID；闭环控制；电液比例阀；液压马达；

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