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基于多传感器卡尔曼滤波的无人机喷洒系统精确流量获取方法

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重庆理工大学学报（自然科学） 2019年第12期33卷 131-135页

作者：安斯奇徐星辰陈淑仙吕东晓中国民用航空飞行学院航空工程学院

针对现有技术中工况流量测量易受干扰、精度低的问题,提出一种植保喷洒系统中精确流量获取的方法。通过融合低成本液面传感器和流量传感器等多传感器采集的流量数据,使用卡尔曼滤波法对流量数据进行估计和滤波,并在实物平台上进行流量... 详细信息

针对现有技术中工况流量测量易受干扰、精度低的问题,提出一种植保喷洒系统中精确流量获取的方法。通过融合低成本液面传感器和流量传感器等多传感器采集的流量数据,使用卡尔曼滤波法对流量数据进行估计和滤波,并在实物平台上进行流量传感试验。试验结果表明该方法能有效抑制信号波动,提高传感器输出准确度。

关键词：多传感器卡尔曼滤波精确流量农用无人机喷洒系统

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小型无人机机载农药变量喷洒系统设计

广东农业科学 2014年第9期41卷 207-210页

作者：徐兴徐胜刘永鑫陈佳森蔡仲勋余展韶华南农业大学工程学院广东广州510642 广东工业大学物理与光电工程学院广东广州510000

基于脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)技术设计小型无人机机载农药变量喷洒系统,主要由药箱、喷头、液泵及喷洒控制器组成,通过调整PWM喷洒控制信号的占空比,改变液泵的工作时长,从而实现变量喷洒。基于常量喷洒流量指标和机载喷... 详细信息

基于脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)技术设计小型无人机机载农药变量喷洒系统,主要由药箱、喷头、液泵及喷洒控制器组成,通过调整PWM喷洒控制信号的占空比,改变液泵的工作时长,从而实现变量喷洒。基于常量喷洒流量指标和机载喷洒系统的覆盖范围,确定PWM频率为1 Hz,并建立了该频率下占空比与喷洒流量之间的3次多项式关系模型,模型决定系数达到0.9944。以关系模型为指导,分别测试了0.3、0.4、0.5 L/min流量控制指标下的变量喷洒试验效果,喷洒值和目标值之间误差分别为8.66%、4.50%和1.60%,达到变量喷洒控制的目的。

关键词：无人机喷洒系统变量喷洒脉宽调制

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深水消油剂水下喷洒系统及作业技术

船海工程 2018年第2期47卷 116-118,122页

作者：颜志华赵宇鹏钱国栋安伟中国海洋石油总公司北京100010 中海石油环保服务(天津)有限公司天津300457

针对深水油气勘探开发作业对水下溢油应急处置技术手段的迫切需求,介绍一种用于深水溢油处置的深水消油剂喷洒系统装置及其主要功能模块,给出深水消油剂喷洒作业流程,为深水溢油应急处置提供有效的装备和作业技术支撑。

关键词：深水消油剂喷洒系统功能模块作业流程

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沥青喷洒系统驱动方式研究

筑路机械与施工机械化 2007年第5期24卷 31-33页

作者：由相波广东筑波路桥工程有限公司广东东莞523925

沥青洒布量是沥青洒布车的重要控制指标,采用合适的驱动方式对于提高洒布精度具有重要意义。对沥青洒布车沥青喷洒系统驱动方式进行研究,通过数学分析和对比,充分肯定了上装采用独立发动机的独立式沥青洒布车在沥青洒布量范围和控制性... 详细信息

沥青洒布量是沥青洒布车的重要控制指标,采用合适的驱动方式对于提高洒布精度具有重要意义。对沥青洒布车沥青喷洒系统驱动方式进行研究,通过数学分析和对比,充分肯定了上装采用独立发动机的独立式沥青洒布车在沥青洒布量范围和控制性能方面的优势。

关键词：沥青洒布车喷洒量驱动方式喷洒系统

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矿用洒水车喷洒系统的设计研究

煤矿机械 2008年第4期29卷 8-10页

作者：蒋寿生邵阳学院湖南邵阳422000

根据矿用洒水车喷洒系统设计主要技术参数,对矿用洒水车喷洒系统进行了详细地设计分析,得到了使系统元件性能达到最好的喷洒系统设计参数。实际应用结果表明,矿用洒水车喷洒系统设计效果十分理想。

关键词：矿用洒水车喷洒系统设计

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山地作物低空喷洒系统的研究

山地作物低空喷洒系统的研究

作者：顾文杰昆明理工大学

学位级别：硕士

对山地农作物的病虫害防治是我国农业一直面临的非常严峻的问题,对我国实现全面现代化农业具有重要的意义。本文主要针对山地作物低空喷洒系统进行了研究,主要研究内容和成果如下：选择六旋翼无人机为研究对象,通过分析其工作原理,拟定... 详细信息

对山地农作物的病虫害防治是我国农业一直面临的非常严峻的问题,对我国实现全面现代化农业具有重要的意义。本文主要针对山地作物低空喷洒系统进行了研究,主要研究内容和成果如下：选择六旋翼无人机为研究对象,通过分析其工作原理,拟定设计准则和要求,采用solidworks建模,确定机体中央仓、机臂折叠件和起落架的结构。为增强无人机抗风能力,特别设计机臂整体上翘3。;起落架与机体采用药箱挂架安装,方便添加药液。探讨simulation有限元分析在结构设计中的应用,对六旋翼农药喷洒无人机的关键部件(承重部件、药箱挂架和折叠件等)进行静应力分析,以及对中央仓进行静态特性分析,在有限元分析满足强度要求的前提下试制样机并调试飞行。为分析喷洒无人机作业参数对雾滴沉积效果的影响,在田间通过改变作业高度对玉米进行喷洒试验。沿玉米高度分3层,用雾滴测试卡采集正反面叶片雾滴,获得在玉米植株不同部位的雾滴分布。结果表明：(1)作业高度为2m时,雾滴沉积最多。当作业高度降低时,由于无人机旋翼较强的向下气流使部分雾滴穿透作物而直接沉积到地面,浪费农药;但随着作业高度加大,雾滴在降落过程中又会发生蒸发和漂移。(2)无人机喷雾时,雾滴在植株上的沉积基本是中部>上部>下部。说明对中部叶片的防治效果较好,且叶片正面的雾滴密度比反面多,说明叶片正面的防治效果优于叶片反面。(3)雾滴的分布均匀性随着作业高度的上升而变差,说明作业高度越低,雾滴的分布均匀性越好。(4)为提高喷雾时雾滴的穿透性和沉积密度,在环境温度为28℃、相对湿度为65%、风速小于1ms时,选取无人机对玉米进行喷雾的最佳作业高度为2m。综上所述,本研究结果为多旋翼农药喷洒无人机的进一步优化设计提供了理论依据和技术参考。并为六旋翼无人机田间施药提供技术依据,对合理喷施农药、提高喷洒效率、防治大面积病虫害具有重要意义。

关键词：喷洒系统六旋翼无人机结构设计有限元分析玉米

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牵引式打药机精准喷洒系统的设计与试验

农机化研究 2024年第8期46卷 201-205页

作者：陈恒峰许晓波郭辉高国民扬州市职业大学江苏扬州225200 新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 博尔塔拉蒙古自治州兴旺科技有限责任公司新疆博乐833400 新疆智能农业装备重点实验室乌鲁木齐830052

为减少农药对环境的污染,实现精准施肥,设计了一种高效、精准、简便的电控精准喷洒系统,并将其应用于牵引式打药机。基于PLC控制技术建立由数据设定、数据传输、流量控制、数据采集、上传计算、对比分析等组成的闭环控制系统,由PLC输出... 详细信息

为减少农药对环境的污染,实现精准施肥,设计了一种高效、精准、简便的电控精准喷洒系统,并将其应用于牵引式打药机。基于PLC控制技术建立由数据设定、数据传输、流量控制、数据采集、上传计算、对比分析等组成的闭环控制系统,由PLC输出控制信号,控制电磁比例阀、电磁压力调节阀的开度,实现系统流量、压力调控。以牵引式喷药机行走速度、系统压力、设定单位面积施药量为试验因素,以单位面积施药量与设定值偏差量、喷头最大的喷雾量变异系数为试验指标进行正交试验,确定试验参数较优组合。结果显示:牵引式喷药机行走速度为7km/h,系统正常工作压力为1.0MPa,单位面积施药量为50L/667m2时,单位面积施药量与设定值偏差量小于3%、喷头最大的喷雾量变异系数小于10%。由此表明,系统具有良好的稳定性与精准的控制性,满足市场使用要求,符合国家检验标准,具有推广价值。

关键词：喷洒系统牵引式精准 PLC控制

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动态喷洒系统计算机视觉的研究与设计

农机化研究 2009年第2期31卷 184-186页

作者：田淑梅高辉张长利黑龙江科技学院哈尔滨150027 东北农业大学哈尔滨150030

传统农业中覆盖式喷洒除草剂,不但浪费除草剂和人力资源,而且污染环境,因此采用计算机视觉技术把杂草从农作物和土壤的背景中识别出来,定量与定位地喷洒化学制剂就显得极为重要。动态杂草识别与喷洒系统不但与识别算法有关,还与摄像头... 详细信息

传统农业中覆盖式喷洒除草剂,不但浪费除草剂和人力资源,而且污染环境,因此采用计算机视觉技术把杂草从农作物和土壤的背景中识别出来,定量与定位地喷洒化学制剂就显得极为重要。动态杂草识别与喷洒系统不但与识别算法有关,还与摄像头的安装高度、安装角度以及喷头的距离有很大的关系。为了达到精确喷洒的目的,对系统的计算机视觉部分进行了深入的研究和设计,通过大量试验进行验证,为动态杂草识别与喷洒系统的精确喷洒做好了充分的准备。

关键词：杂草识别计算机视觉喷洒系统动态识别

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柑橘农药自动化喷洒系统的研发及其应用研究

柑橘农药自动化喷洒系统的研发及其应用研究

作者：梁植源广西科技大学

学位级别：硕士

柑橘在我国南部地区是种植面积最大、社会经济地位最高的水果品种,从改革开放1978年17.8万hm的种植面积发展到2019年的261.7万hm,增加了近十五倍,总产量从1978年的38.3万吨发展到2020年5121.9万吨,增加了约一百三十二倍。柑橘种植面积... 详细信息

柑橘在我国南部地区是种植面积最大、社会经济地位最高的水果品种,从改革开放1978年17.8万hm的种植面积发展到2019年的261.7万hm,增加了近十五倍,总产量从1978年的38.3万吨发展到2020年5121.9万吨,增加了约一百三十二倍。柑橘种植面积的持续增加,加重柑橘黄龙病等疾病发生和发展的风险。柑橘黄龙病的防控是一项十分艰巨的任务,日常农药喷洒依然是柑橘病害防控主要措施之一。因我国南部地区柑橘果园大多在丘陵山区,大型喷药机械无法进入果园内开展作业。为了提高柑橘果树农药喷洒效率、降低人工劳动强度、提升柑橘喷药的机械自动化水平,本文针对标准化种植的柑橘果园,研发出一种以履带式移动底盘为载体的柑橘农药自动化喷洒系统,以实现柑橘农药的自动化喷洒。本文主要研究内容如下:1、确定系统组成,具体为:首先根据标准化种植柑橘果园的实地环境确定整机基本尺寸,其次根据柑橘果树高度和冠层宽度确定喷杆形状和长度,并设计基座系统,接着根据作业要求设计喷洒系统,对控制箱外形进行设计,然后运用NX10.0绘制柑橘农药自动化喷洒系统三维模型,对其关键零部件进行材料选择,最后搭建柑橘农药自动化喷洒系统的样机。2、设计农药自动化喷洒控制的硬件电路,并对自动化喷洒控制的软件程序进行方案设计与编写。硬件电路主要由运动控制器、86步进电机及MA860C驱动器、常闭电磁阀与中间继电器、直流变压模块和48V锂电池组成。控制程序采用G代码编写,对喷杆水平和垂直两个方向调节进行了方案设计,根据系统双边和单边自动喷洒进行控制程序设计,有效实现系统的农药自动化喷洒。3、实施喷头参数测试,对水平射程、喷幅和流量等参数进行测定,试验结果表明:在额定工作压力4MPa下,四分外丝圆形喷头平均水平射程为2.49m,平均喷幅为1.02m,单个喷头的流量为0.805L/min,达到农药自动化喷洒系统设计的要求。4、开展柑橘农药自动化喷洒系统样机的应用研究,以目标株距、喷洒时间和喷洒压力为参数,借助正交试验设计法,采用雾滴覆盖率和药液沉积量为评价指标,探讨室内单边、室外双边自然风和室外逆风三类情形下样机的性能,以及实现样机最优农药自动化喷洒的参数组合。试验结果表明:(ⅰ)室内单边自动化喷洒试验:喷洒时间对平均覆盖率和药液沉积量影响最为显著,其次是目标株距,喷洒压力在三个因素中影响最小,最优工作组合为A2B1C1,即系统喷洒时间为1.5s、目标株距为0.85m、喷洒压力为2MPa。(ⅱ)室外双边自然风应用试验:由于自然风的影响,两边柑橘果树的喷洒效果存在较小差异,左边柑橘果树在垂直前层正面、垂直前层反面、垂直中层正面的雾滴覆盖率和药液沉积量分别为:89.3%和0.64μg/cm、35.7%和0.35μg/cm、47.3%和0.52μg/cm,右边柑橘果树在垂直前层正面、垂直前层反面、垂直中层正面的雾滴覆盖率和药液沉积量分别为:85.5%和0.62μg/cm、33.9%和0.26μg/cm、49.5%和0.44μg/cm,各层的雾滴平均覆盖率均达到的果园喷药防护的要求。(ⅲ)室外逆风应用试验:逆风风速为0.7m/s下,影响因素顺序为喷洒时间、目标株距、喷洒压力,最优工作组合为喷洒时间为1.5s、目标株距为0.85m、喷洒压力为4MPa;逆风风速为1.9m/s和3.2m/s下,影响因素顺序为喷洒时间、喷洒压力、目标株距,最优工作组合喷洒时间为3.5s、目标株距为0.85m、喷洒压力为4MPa;柑橘农药自动化喷洒系统在室外逆风环境下,喷洒效果会受到不同风速的影响,其中喷洒时间对喷洒效果影响最大;当逆风风速越大时,喷洒压力对喷洒效果的影响程度也逐渐增加。因此,柑橘农药自动化喷洒系统进行实际喷洒作业时,需根据实际作业环境调整相关参数,从而达到良好的喷洒效果。

关键词：装置喷洒系统自动控制脉宽调制正交试验