虾塘投饲船载自适应速度投饲系统设计与实现

为了让投饲船能根据实时船速自动调整投饲速率,从而把虾饲料比较均匀地抛撒至沿着虾塘四周的“食道”上,研制了一种根据虾塘四周“食道”而设计的实时船速自动调节投料量的投饲系统。该系统采用超带宽(UWB)定位系统来定位船体的位置,由单片机解算出投饲船的实时行驶速度,根据船速、虾塘“食道”周长和总投饲量计算出投饲船的实时投饲速率。投饲控制系统根据计算出的实时投饲速率控制投饲机构中的舵机转角,舵机的转角与投饲机构投料口的开度一一对应,从而实现均匀投饲。在个人电脑(PC)端上位机上输入投饲船初始参数,同时显示投饲船船速和投饲机构开度大小。船速获取精度试验和投饲机构投料口开度试验显示:投饲机构投料口能在1 s内打开到与船速相对应的开度,实现投饲速率的实时调整;在船速0.5~2 m/s的工作情况下,该投饲系统投饲速率误差在2.5%以内,能够实现饲料在虾塘“食道”上的均匀投放,有较好的实用价值。

虾塘养殖船载精准投饵机设计

精准投饵是实现精准养殖的关键,为了解决现有投饵机精准性不高的问题,设计了一种船载专用精准投饵机。该投饵机采用抖动下料方式,在下料口设计定量开门装置,采用单片机进行控制。根据实验获取的下料口开度与投饵速度之间的关系,控制系统按照实际需要的投饵速度控制下料口开度,通过超声波测距模块测量到的料箱饲料的下降距离来反馈实时投料量,运用PID控制方法对误差进行动态修正,实时调整下料口开度,精准控制投饵机投饵量。实验结果表明精准投饵机投饵量误差在0.3%以下,满足精准投饵的要求。该投饵机结构简单,生产和维护成本低,便于推广使用,具有较高的实用价值。

基于CFD的虾塘投饵船浮态及稳性分析

为研究投饵船浮态对稳性的影响规律,从而对投饲机的安装位置提出合理的指导意见,以上海海洋大学研制的投饵船为研究对象,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法和重叠网格技术,对投饵船在不同工况下的浮态及复原力臂曲线进行数值计算,从而分析投饵船浮态对稳性的影响规律,得到投饲机的最佳安装位置。结果表明:投饵船浮态对稳性的影响不可忽视,在同一载重下,投饲机安装在不同位置会导致不同程度的艏倾或艉倾,纵倾角越大,其稳性越差,投饵船处于正浮时稳性最好;固定的安装位置并不能保证投饵船在不同载重下保持正浮,应安装在满载时能使投饵船处于正浮的位置,即投饲机安装在F位置(X=-40.85 mm)时整体稳性最好,投饵船在整体布局时也应保证满载时纵倾角为零。