农作物冠层光谱信息的施肥管理分区研究

随着地面遥感技术的不断发展,越来越多的农作物冠层光谱检测传感器被应用到了农业生产,其中应用较为广泛的就是Greenseeker植物光谱检测仪,利用Greenseeker植物光谱检测仪可以获取农作物冠层光谱信息归一化植被指数(NDVI)数据,从而能够进行农作物的施肥管理分区的划分,依据划分好的施肥管理分区可以实现有针对性的变量施肥。模糊c-均值(FCM)算法是划分农作物施肥管理分区常用的算法,但是模糊c-均值算法具有一定的局限性,就是在计算过程中随着NDVI数据量的增加会不断进行数据的迭代计算,从而会影响施肥管理分区划分的速度。在模糊c-均值算法的基础上提出一种基于模型的模糊c-均值(MFCM)算法,基于模型的模糊c-均值算法在划分农作物施肥管理分区过程中不必在每获取一组数据时就对全部数据进行迭代计算,可有效提高划分施肥管理分区的速度。通过搭建的农作物冠层光谱信息采集平台获取大豆和玉米的NDVI数据,利用基于模型的模糊c-均值算法划分大豆和玉米的施肥管理分区,使用分区评价指标轮廓系数(SC)和调整兰德指数(ARI)评价划分施肥管理分区的效果。结果表明,随着获取的NDVI数据量的不断增加,基于模型的模糊c-均值算法相比于模糊c-均值算法能够更快的划分施肥管理分区,在划分大豆施肥管理分区上,基于模型的模糊c-均值算法快0.02~0.15 s;在划分玉米施肥管理分区上,基于模型的模糊c-均值算法快0.07~0.51 s。通过计算评价划分施肥管理分区效果的指标轮廓系数和调整兰德指数发现,在不同NDVI数据量的情况下进行划分施肥管理分区,轮廓系数的值最大相差为0.022,说明两种算法划分施肥管理分区的效果相差不大;调整兰德指数的值对数据的波动变化比较敏感,在NDVI数据量达到6000后能够维持在0.7以上,但当NDVI数据波动变化较大时会出现一定的下降。

玉米中耕变量施肥电控液压驱动系统设计与试验

针对玉米中耕追肥时肥料利用率低、液压驱动变量施肥转速控制效果差,以及电机驱动力不足等问题,设计了大垄双行玉米中耕变量施肥电控液压驱动系统。系统主要包括光谱传感器、车载计算机、控制系统及液压系统。电控液压系统主要由液压泵站、电磁比例阀、液压马达、编码器及移动控制器等组成。移动控制器以微控制单元为核心,通过PID控制算法输出PWM信号,驱动电磁比例阀,达到稳定控制液压马达转速目的。搭建室内台架试验台,采用MatLab对电控驱动系统PID控制进行仿真测试,以减少整定PID系数次数,提高整定效率,初步确定PID参数分别为K_(P)=4.59、K_(I)=0.469、K_(D)=0.117。室内台架试验结果表明:确定PID控制参数分别为0.73、0.47、0.40,设定转速指令为100r/min时,电控液压驱动系统的超调量为13%、响应时间为0.85s,系统等幅振荡稳定后平均转速为99.8r/min,转速偏差为0.2%,转速控制精度高。田间试验表明:电控液压驱动系统控制精度高,在不同转速下转速控制精度可达98%,均可达到稳定控制的效果,可满足玉米中耕变量施肥精准控制的要求。

青贮饲料收获机CAN总线数据虚拟信号发生器设计研究

为了代替真实发动机在实验室内进行控制器局域网络(CAN)总线车载显示终端的测试试验,设计了青贮饲料收获机柴油发动机CAN总线数据虚拟信号发生器,该虚拟信号发生器由台式计算机、RS232-CAN转换器、SAE J1939接口、车载显示终端、稳压电源等构成。以SAE J1939协议为基础,解析柴油发动机CAN数据报文格式,在Visual Basic(简称“VB”)环境下开发编写虚拟信号发生器程序,模拟青贮饲料收获机进行柴油发动机CAN数据的发送。测试结果表明,虚拟信号发生器可以代替真实柴油发动机准确地输出CAN数据信号,在室内可完成车载终端的相关测试试验。

玉米中耕施肥机械的现状及发展趋势

中耕施肥技术是玉米生长过程中的关键环节,在玉米的生长中起着重要作用。通过中耕施肥,其作用不仅可以使玉米土壤疏松,蓄水保墒,还可以去除田间杂草,促进玉米的发育,调节玉米根系的生长,提高玉米收获产量。但通过查阅玉米中耕施肥机械相关文献,国内的玉米中耕机的种类的数量与国外相比还存在差距,如国外中耕机机具自动化程度高,稳定性好,而国内中耕机具发展参差不齐,自动化程度略低,因此提高国内中耕机械的整体水平,是当前农业机械发展的重要问题。基于此,本文论述了玉米中耕施肥机械的作用及其国内外发展现状,并对发展前景进行了展望。

玉米中耕施肥机的设计研究

中耕施肥是农业种植的重要环节之一。玉米垄种植是通过农业体系改革,使作物可以充分发挥边际效应、提高地面温度,显著提高光能和水肥的使用的先进耕作技术,增产、增收明显。运用UG三维绘图软件设计一种与205马力拖拉机配套的、能够一次性完成深松、施肥、除草、培土等多项作业的中耕施肥机。