模糊控制在太阳能灌溉器中的应用

主要讲述模糊控制技术在新型太阳能节水灌溉器上的应用,同时阐述了模糊控制技术的应用范围、原理,并且由此分析新型太阳能节水模糊控制灌溉器的设计模型,完成太阳能节水灌溉模糊控制系统的可行性分析。

物联网与太阳能发电在智能灌溉系统中的应用

为了解决边远地区市政供电网建设落后、稻田依靠电力灌溉困难的问题,采用光伏发电技术和传感器物联网模糊控制技术,设计了水稻自动灌溉系统。太阳能电池板驱动灌溉水泵,实现了太阳能转化为直流电能、直流电能转化为交流电能、交流电能转化为机械能的能量转化过程;建立了太阳光照强度模型和水泵工作效率模型,推导出太阳能光强和水泵灌溉排水量之间的关系。采用物联网系统采集不同地点的土壤湿度数据,通过模糊控制系统实现水稻田土壤湿度的自动控制。模糊控制系统输入为土壤湿度、最适宜土壤湿度差值及差值变化率,输出为水泵开机时间。以5月5日为样本,测试太阳能驱动模型可靠性,结果表明:误差在14%以下,且一天中土壤湿度一直处于最适宜土壤湿度和最适宜土壤湿度下限之间。

太阳能技术在我国农业灌溉中的应用

太阳能技术对我国无电、缺电地区进行提水灌溉,或是利用太阳能技术对农作物进行精准灌溉等具有广阔的应用前景。利用介绍了国内外太阳能灌溉技术的发展历程并分析了太阳能灌溉系统的特点及其在应用中存在的问题,提出了解决问题的建议和对策。

模糊控制在太阳能自动灌溉系统中的应用

根据农作物的需水量实施适时适量的自动灌溉,是提高农业用水效率和增加农作物产量的重要方法。为解决农作物适时适量灌溉的问题,设计了一种以茶树为灌溉对象,适用于太阳能自动灌溉系统的模糊控制灌溉模式。通过检测茶树园的实际土壤温湿度,并与茶树生长的最适湿度进行比较,以该偏差及其变化率为输入,根据实际农业灌溉过程中建立的模糊控制规则,实现了茶树园的自动节水灌溉,最后通过Matlab进行了仿真。仿真结果显示,该太阳能自动灌溉系统时间常数为1.5 s,系统运行稳定,响应时间符合实际灌溉的要求。

太阳能应用于节水灌溉发展现状与发展趋势

近些年来,太阳能作为一种新能源在农业中得到利用,基于太阳能的灌溉技术在世界各地迅速发展起来,尤其是基于太阳能供能的节水灌溉技术更是受到较大关注。高效、节能、低碳与环保是开展现代农业的前提与基础,是开展节水灌溉与太阳能技术相互结合的保证。围绕着国内外太阳能节水灌溉技术的发展现状等研究情况进行了阐述,指出了现有太阳能节水灌溉系统的特点,并在此基础上指出了我国发展太阳能节水灌溉的必要性,开发研制相应的人工智能-太阳能自动节水灌溉系统装置,并在实践中得到较好的应用是现阶段的主要研究方向。

太阳能节水灌溉系统的应用研究进展

太阳能节水灌溉系统是涉及到太阳能采集与转换、电力电子、水泵和灌溉等多门学科专业综合配套的一种新兴节水灌溉系统,因其符合绿色新能源战略发展的需要而受到广泛关注和重视。对其发展历史、节能效率、系统组成与运行、太阳能抽水恒压控制、太阳能灌水均匀性控制和可行性分析等方面进行综述,从新的高效太阳能电池、3S技术和最大功率跟踪结合方面探讨了太阳能节水灌溉系统在农业灌溉中应用的重点研究方向。

基于触摸屏和PLC的太阳能自动灌溉系统研究

该研究以太阳能作为系统电源,基于触摸屏和PLC,以沈稻11为试材,通过检测稻田的实际土壤温湿度,并与水稻生长的最适湿度进行比较,根据实际农业灌溉过程中建立的PID控制规则,实现了稻田的自动节水灌溉。该系统响应时间大约1s,稳态误差小于2%,对湿度控制精确,水稻生长良好。

北方城市屋顶绿化太阳能节水自动灌溉技术应用研究

屋顶绿化在增加城市绿化面积和美化城市同时,能有效改善城市生态环境。重点研究北方城市中屋顶绿化太阳能节水自动化灌溉技术,旨在解决处在高空位置的屋顶绿化植物浇水灌溉问题,减少高空作业成本和节约水源。

精确喷灌技术与产品2013年度课题技术总结报告

完成高比转速多工况自吸喷灌机组的水力设计,通过预测泵内部流场,水力性能已达到要求,采用空气压缩原理设计新型自吸装置。采用间断式旋转碎水装置改善低压下喷头喷洒均匀性,研究其工作原理,完成了新型低压均匀喷洒喷头的设计和试制。采用异型喷嘴技术改进现有摇臂式喷头低压喷洒时的水力性能。完成高均匀性园林升降式射线喷头结构设计。基本建立低压阻尼喷头关键部件的设计理论,提出一种新的阻尼装置设计方案,初步完成数值模拟、样机制作及性能测试。一种流量可调式喷头产品成型。提出文丘里施肥器结构优化方法,开发出一种柱塞式注肥泵。开发快速连接管件,构建出1种固定移动两用软管喷灌系统。研制出喷滴灌两用自吸泵,开发出喷滴灌两用灌溉机组。研制出草坪喷头起落点精确定位装置,开发出基于开环控制策略的变域喷灌系统控制器。一种多功能轻小型灌溉机组成型。搭建太阳能水泵系统试验台,建立光伏水泵系统出水量预测模型,提出太阳能离心泵的水力优化方法并编写优化算法,研制出1 k W可移动式太阳能智能灌溉系统。初步明确了大型喷灌机喷灌水肥运移特征、产量空间变异与土壤特性之间的关系,初步确定了适用于集约化农田的低能耗精确喷灌水肥管理模式,完成了大型喷灌机变量灌溉设施建设。

精确喷灌技术与产品2014年度课题技术总结报告

通过课题4年的实施,完成高比转速多工况自吸喷灌机组开发,设计新型射流自吸结构,采用最新的多工况水力设计方法,突破了高比转速泵较难实现自吸功能的难题。采用喷头内部流道CFD数值模拟与外流场水滴运动力学计算的新方法,创新设计了特殊流道、异型喷嘴、散水齿等关键结构,首次研发成功新型低压均匀喷洒喷头,突破了现有喷头低压喷洒均匀性较差的行业难题,降低了喷灌系统能耗,进行了小批量生产和示范。开发出高均匀性射线喷头,发明了旋转射线喷头的角度调节装置,并开展了再生水灌溉性能考核,初步制定了再生水喷灌运行管理规程。成功研制出低压阻尼喷头,建立了关键部件的设计理论,继续扩大示范推广应用面积。研制出一种多功能轻小型灌溉机组和流量可调式喷头,并对产品进行了室内和大田试验。开发出文丘里施肥器、柱塞式注肥泵、注射喷嘴和精准施肥控制系统,完成了样机的加工和小批量生产,进行了性能考核试验和田间测试试验,并进行了水肥一体化示范应用。开发快速连接管件,构建出一种固定移动两用软管喷灌系统。针对现有泵不能满足喷滴灌两用机组各种组合模式的运行工况要求,成功研制出喷滴灌两用自吸泵,实现了喷灌、滴灌两种工况的系统需求。首次开发出喷滴灌两用灌溉机组,解决了作物轮作、间作所需的喷滴灌要求,满足了不同经济条件与灌溉条件地区的选择。一种多功能轻小型灌溉机组成型。首次建立了太阳能离心泵关死点功率预测技术,解决了太阳能离心泵关死点功率的控制问题,发明了离心泵多工况水力优化与设计技术以及匹配性更好地控制器算法,解决了太阳能灌溉系统在没有蓄电池的条件下高效运行的问题,成功开发出1 k W可移动式太阳能智能灌溉系统。开展了两年的大型喷灌机水肥运移特征与夏玉米水肥高效利用模式试验,并通过与作物模型的联合应用,明确了大型喷灌机喷灌水肥运移特征,确定了适用于集约化农田的低能耗精确喷灌水肥管理模式;完成了圆形喷灌机变量精准灌溉系统建设和变量施肥装置测试平台搭建,基于土壤可利用水量分布图进行了管理分区变量灌溉田间试验,明确了分区变量灌溉管理对作物生长、产量、深层渗漏量和作物耗水量的影响规律,提出了基于土壤可利用水量的分区变量灌溉水分管理模式。