检索结果-南通市图书馆

作者：詹攀西南大学

学位级别：硕士

我国灌溉水资源匮乏,化肥污染严重,为保持农业的可持续发展,对灌溉施肥的控制与管理技术的研究越来越受到重视。随着科学技术的快速发展,更多的新技术在农业灌溉施肥中得到广泛应用。国内外对农业灌溉施肥的控制与管理技术都做了许多研... 详细信息

我国灌溉水资源匮乏,化肥污染严重,为保持农业的可持续发展,对灌溉施肥的控制与管理技术的研究越来越受到重视。随着科学技术的快速发展,更多的新技术在农业灌溉施肥中得到广泛应用。国内外对农业灌溉施肥的控制与管理技术都做了许多研究。但与国外优秀技术进行对比,国内的研究起步较晚且技术相对落后,存在着较大程度的差距。虽然国外的设备较为成熟,但因作物生长因素、气候环境、土壤条件等差异,难以满足中国的实际需求;再者,国内研究主要局限于实验室,并且系统造价昂贵。故有必要设计一套物美价廉的水肥配制控制系统满足社会需要。本研究通过对系统结构、控制算法、软硬件设计等方面的研究,设计了一套精准配肥控制系统,通过调节水肥溶液的浓度值和酸碱度,配制出适合农作物生长需求的水肥溶液,从而提高作物的产量、质量并节约能源、保护环境。首先,通过分析电动比例调节阀和传感器的工作原理,建立了电动比例调节阀和传感器的数学模型,再结合被控系统的组成结构,以此建立被控系统的数学模型。其次,基于被控系统的数学模型,设计了精准配肥控制系统的模糊PID控制器,进行仿真实验,并与传统PID控制器进行对比分析,仿真结果说明模糊PID控制器比传统PID控制器能使被控系统获得更好的性能。最后,本文对精准配肥控制系统进行了软硬件设计。根据“硬件在回路”的控制思想,本控制系统主要包括:一台作为控制处理中心的上位机(包括Simulink模型和监控中心)、一台作为数据采集系统的单片机STM32F103及电源模块、传感器模块和执行机构。其中,电源模块为整个系统提供能源,并通过DC/DC降压电路满足系统各部分的工作电压。选用CM-230K电导率EC传感器、pH电极、流量传感器和BP801型压力变送器对水肥溶液的参数进行采集,利用STM32F103单片机处理采集数据,数据传输模块将数据发送至上位机分析。上位机将采集数据传递至Simulink模型中推理运算,经模糊推理后,将推理结果经过数据传输模块发送至单片机,控制执行机构的阀门开度,进而调节水肥溶液的EC值或pH值,直至配制出设定浓度或酸碱度的水肥溶液。采用Matlab/GUI图形化用户编程界面创建的精准配肥系统监控中心界面对采集数据进行实时显示,使数据监测更加一目了然。经试验表明:该精准配肥控制系统能够配制出设定浓度或酸碱度的水肥溶液,其最大误差绝对值小于5%,满足实际控制要求。且系统界面友好易于操作,能实时显示水肥溶液的各项参数和执行机构的工作状态,能满足精准配肥的实际需要。

关键词：精准配肥模糊PID控制器 Simulink模型实时监测

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运城市苹果园碱性土壤精准配肥改良研究

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河南科学 2019年第5期37卷 740-746页

作者：董少鹏袁嘉玮陈建华张相斌李建勋董鹏山西省农业科学院棉花研究所山西运城044000 如皋市林业技术指导站江苏如皋226500

为降低运城苹果园土壤碱性并促使主要土壤养分指标达标,2018年3—10月进行了室内模拟降碱及田间验证效果试验.结果表明:①灌溉水pH由8.01降为7.00需加入其重量1‰的TG(重过磷酸钙)或0.4‰的TK(磷酸二氢钾).②在自然生草果园分别株施TG 3... 详细信息

为降低运城苹果园土壤碱性并促使主要土壤养分指标达标,2018年3—10月进行了室内模拟降碱及田间验证效果试验.结果表明:①灌溉水pH由8.01降为7.00需加入其重量1‰的TG(重过磷酸钙)或0.4‰的TK(磷酸二氢钾).②在自然生草果园分别株施TG 3876 g、TK 1291 g 30~180 d可使土壤pH由8.41显著降至7.38及7.54,最低分别降至7.30及7.42.③室内理论降碱与田间实际降碱效果存在差异,实际TG、TK 6次pH均值分别比预期值7.00高0.38、0.54个pH单位.④精准降碱提肥配方T3(自然生草+TG 3876 g+硝酸铵磷217 g+EM菌有机肥6460 g)处理第180 d使土壤pH由8.41降至7.20,碱解氮及有机质含量达标准果园指标,全氮、速效钾、有效磷高于标准肥力指标.结论:运城土壤降碱肥料用重钙比磷酸二氢钾更有效、更对症、更经济;T3处理能促进运城果园土壤酸碱度及主要肥力达标。

关键词：碱性土壤改良精准配肥施肥配方苹果园

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基于粒子群-模糊PID算法的水肥一体化控制系统设计

基于粒子群-模糊PID算法的水肥一体化控制系统设计

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作者：吴琦河北农业大学

学位级别：硕士

近年来,我国农业现代化水平不断提高,在农田耕种过程中,水资源浪费、化肥利用率低等状况有所缓解但仍然存在,且目前国内生产的轻简水肥一体化设备存在自动灌溉效率和水肥配比精度低等问题,在很大程度上制约了我国农业的发展。因此,开发... 详细信息

近年来,我国农业现代化水平不断提高,在农田耕种过程中,水资源浪费、化肥利用率低等状况有所缓解但仍然存在,且目前国内生产的轻简水肥一体化设备存在自动灌溉效率和水肥配比精度低等问题,在很大程度上制约了我国农业的发展。因此,开发一套满足现代农业发展需求的水肥一体化控制系统,提高水、肥利用率和水肥配比精度,是十分必要的。本文基于STM32单片机设计了水肥一体化控制系统,该系统采用单片机控制技术、组态串口屏技术、智能控制算法,实现了水肥一体化系统的自动灌溉施肥和精准配肥。其中,STM32单片机作为系统下位机,完成了数据采集和设备动作控制;上位机使用F系列串口屏实现了良好的人机交互功能;选用PSO-Fuzzy PID控制方法调控电动球阀开度,从而实现了水肥溶液浓度和酸碱度的精准调控,满足了农业生产需求。论文完成的工作及研究成果如下:(1)以水肥溶液浓度和pH值为控制对象分别建立了控制过程模型,分析结果表明,水肥溶液浓度和pH值的控制过程具有非线性、延迟性、时变性等特点,并会受到母液浓度、灌溉流量等不确定因素的影响。(2)针对控制对象建立了仿真模型,对常规PID控制、模糊PID控制和PSO-Fuzzy PID控制三种算法在水肥溶液浓度控制和酸碱度控制方面进行了仿真对比实验。结果表明,在超调量和调控时间上,PSO-Fuzzy PID控制较于前两种控制方法更具优越性,能够满足系统在水肥溶液配制精度方面的要求。(3)确定了控制系统硬件设计与选型,系统以STM32单片机为核心,完成了对混肥罐中水肥溶液EC值、pH值和系统管道流量、压力等参数的采集,实现了对各种泵、电动球阀和电磁阀等设备的手动/自动控制;采用功能分块设计思维完成了控制系统软件设计,包括系统初始化、数据采集和分析处理、输出控制等子程序,用户能够通过触摸屏发布指令完成系统设备的控制,实现系统实时/历史数据及曲线的查询。(4)设计了三种灌溉试验方案,针对模糊PID和PSO-Fuzzy PID对水肥溶液浓度和酸碱度的控制效果进行了试验及分析,结果表明:相比于模糊PID,本文采用的PSO-Fuzzy PID控制方法,控制过程中的超调程度明显下降,具有更快的调节速度且收获了更小的均方根误差,能够更好的适应系统输出流量的变化,具有更好的动态调节和维持静稳的能力,较好满足了系统精准配肥的需求。本文研发的水肥一体化控制系统运行稳定可靠、操作方便、能够拓展更多的功能,能够满足现代农业灌溉施肥设备的控制性能和精度要求,具有广阔的应用前景。

关键词：水肥一体化控制过程模型精准配肥控制系统设计 PSO-FuzzyPID控制

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基于PLC的精准变量水肥一体化设备研制

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农业工程 2018年第8期8卷 32-37页

作者：刘莫尘刘光栋李法德宋占华闫银发孙君亮山东农业大学机械与电子工程学院山东泰安271018 山东省园艺机械与装备重点实验室山东泰安271018

针对国内农业生产中存在的水肥利用率低、配肥均匀性差等问题,研制了一套精准变量水肥一体化设备,该设备以作物在各生长阶段所需的氮、磷、钾和中微量元素为变量,采用变量配肥方式;可编程控制器采集土壤墒情、流量等信息,控制比例电磁... 详细信息

针对国内农业生产中存在的水肥利用率低、配肥均匀性差等问题,研制了一套精准变量水肥一体化设备,该设备以作物在各生长阶段所需的氮、磷、钾和中微量元素为变量,采用变量配肥方式;可编程控制器采集土壤墒情、流量等信息,控制比例电磁阀的开度;人机界面作为操作界面,实时显示土壤墒情信息和液态肥流量,设置配肥比和灌溉时间。经试验田试验验证,该设备具有配肥精准、操作简单和稳定性高等优点。

关键词：水肥一体化可编程控制器人机界面精准配肥

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