具有自适应标定功能的施肥控制系统的设计与试验

【目的】针对当前施肥控制系统适应性差、更换肥料种类需重新校准等问题,设计一种具有自适应标定功能的施肥控制系统。【方法】将容积密度引入常规标定公式,建立新型排量标定公式并进行试验验证。以肥料种类、排量为试验因素,排肥准确性、变异系数为试验指标,常规施肥控制系统为对照,对使用新型标定公式的自适应施肥控制系统的性能进行试验。【结果】新型排量关系公式决定系数为0.996,平均相对误差小于3.63%;使用该公式的自适应控制系统在2000~12000 g/min的目标排量下,球形颗粒肥料排肥速率相对误差最大为5.46%,变异系数小于3.54%。而常规施肥控制系统(使用复合肥进行标定),复合肥最大相对误差为4.92%,缓混肥最大相对误差为10.92%,过磷酸钙最大相对误差为50.11%。【结论】相较于常规施肥控制系统,该自适应施肥控制系统能够适应多种肥料,排量准确,有助于提升施肥机的作业效率和质量。

基于机器视觉的玉米定位施肥控制系统设计与试验

为了实现农田环境下的苗期玉米定位定量施肥作业,提高肥料利用率,本文设计了基于机器视觉的苗期玉米定位施肥控制系统,控制自驱动履带式田间玉米定位施肥机,使用切片式排肥器结构实现间歇式施肥。采集苗期玉米冠层图像后,利用颜色特征区分连续拍摄过程中的大量背景图像和识别错误的株心,改进了株心识别定位方法;建立施肥滞后误差补偿模型,实时计算施肥相对距离,准确计算排肥器的落肥时刻,实现了按株间歇式自动定位施肥。经过试验与验证分析,改进的株心定位识别方法明显缩减了图像处理时间,提高了算法鲁棒性;3个挡位施肥量(7.25、14.5、21.75 g)的施肥稳定性变异系数分别为1.93%、1.87%、1.93%,施肥量控制精度大于95%,施肥位置准确性平均误差为3.2 cm,可以实现精准定位施肥。本文设计的施肥控制系统可以实现苗期玉米按株定位定量施肥,达到了减施提质、科学施肥的目的。

基于GPRS和ZigBee通讯协议的棉田施肥控制系统

为了应对化肥过量使用造成的环境破坏,降低农民劳动强度,在GPRS和ZigBee传输协议的基础上,设立了自动施肥系统。系统分为三层网络结构:①感知层由光谱采集、混肥阀门组、混肥传送电机和精准下料槽组成;②传输层采用ZigBee传输协议实现数据采集与控制指令传输,采用GPRS实现数据和控制信号的远程传输;③应用层主要包括氮肥施加模型和施肥控制系统。氮肥施加模型对无机光谱数据进行分析,以植被指数mND705为桥梁,建立不同生长时期棉花氮肥施加量;施肥控制系统通过控制施肥输送电机转速,实现不同施肥剂量。测试结果表明:系统效率高,简单可靠,适于大范围推广。

基于PLC的马铃薯播种机施肥控制系统研究

为了保证马铃薯的生长环境,提高肥料利用率,四川基于PLC技术设计了马铃薯播种机的施肥控制系统,主要由中央控制系统、信号采集系统、排肥执行系统、显示器和声光报警器组成。马铃薯播种机利用液压控制器对排肥器的排肥量进行控制,液压控制系统采用BP-PID控制算法,以实现变量施肥的目的。试验结果表明:施肥控制系统可以满足变量施肥控制的要求,且工作性能稳定。

智能灌溉施肥控制系统在温室中的应用

节水灌溉技术应用在农田、温室灌溉时,常用灌溉时间程序控制器及注肥泵来实现灌溉自动化,但该方式不能对灌溉系统进行监控以及实现准确、有效的灌溉.

光传感器变量施肥控制系统开发

针对当前国内智能化农业的发展现状,开发了一个集成光学传感器和数据控制器的实时自动变量施肥控制系统。该系统可以根据作物的长势实现实时变量施肥。系统利用NDVI(归一化植被指数)测定传感器实时地获取农作物生长的NDVI值,结合作物施肥的不同生长时期,达到依据作物长势实时变量施肥的目的。为此,对控制系统的设计和具体的施肥方案进行了详细的介绍。

半自动变量施肥控制器的研究与开发

针对当前国内农业生产的发展情况,介绍了一种适合国内粮食产区推广使用的变量施肥控制器。该变量施肥控制器结合我国目前国产的施肥设备均采用普通外槽轮作为施肥机肥料计量装置的特点,控制系统通过调整外槽轮的转动速度达到调整肥料量的目的。利用该控制系统可以在土壤肥力不一致的情况下,用预先划分地块不同施肥量的方法,通过驾驶员在行驶过程中自动调整施肥量指示按钮,达到精准变量施肥的目的。同时,对控制器电子结构及软件设计进行了详细的介绍,对系统使用不同肥料进行了控制性能试验和检测。

基于模糊系统的开度转速双变量施肥控制序列生成方法

为协调双变量施肥机车载电脑有限的运算能力与施肥精度和均匀性之间的矛盾,该文提出了一种基于模糊系统的开度转速双变量施肥播种控制序列生成方法。该方法综合考虑前、中、后连续3次施肥播种量的相互影响,实现了实时计算近优的施肥播种控制序列,避免了小施肥量下的大开度小转速现象,减小了外槽轮脉动性的影响。室内试验结果表明,该方法有效地协调了车载电脑运算能力不足和施肥精度等之间的矛盾,平均施肥误差比常用方法减小了4%,同时避免了极端情况下的电机无法驱动排料转轴的情况。田间作业试验证明,使用该方法的施肥机指令响应及时,播撒均匀、准确。

基于PLC的柑橘根部灌溉施肥控制系统的设计与研究

本文介绍了一种基于可编程控制器(PLC)设计的柑橘根部灌溉施肥控制系统。该系统通过土壤湿度传感器检测高、中、低位的柑橘根部土壤含水量,可以实现全自动的根部灌溉和施肥,同时具有手动灌溉模式,能够单独控制各块试验地的灌溉施肥。该系统采用控制面板和HMI实现控制,具有简单、可靠等特点。

水稻栽培中施肥控制技术要点分析

作为农业大国,我国农业种植要在加强水肥管理的同时,有效提升种植产量。在水稻栽培中,加强施肥控制技术的使用,可以有效提升水稻产量,保障相应的农业生产能够高效稳定地开展。结合水稻栽培技术进行系统分析,综合常见的水稻施肥技术,有效把握施肥控制技术要点,以期为水稻栽培工作提供有效参考。

水稻作物栽培中的施肥控制技术

我国作为世界人口大国,人民每年生活需要食用大量粮食,水稻是当前种植最为广泛的粮食作物,其种植产量和品质与社会稳定、居民生活和粮食安全密切相关。在水稻生长中,其需要大量养分作为支撑,施肥是水稻栽培的关键环节,通过合理施肥,可以满足作物生长的营养需求,进而实现丰产高收,为人民提供充足的粮食。因此,种植户在开展生产劳作中,要结合具体情况合理应用施肥技术,在作物生长不同阶段控制施肥量。对水稻作物栽培中的施肥控制技术进行了阐述。

水稻栽培中施肥控制技术要点探讨

本文针对水稻栽培过程当中施肥控制技术的要点进行了分析与探讨,并通过三个方面来讲述施肥控制技术的各大要点,希望对水稻种植能提供有益的参考。

密度控制和追肥对杉木近熟林改培大径材林的效应分析

为构建南岭山区杉木大径材高效培育技术体系,提高大径材产量与质量,将现有林分改培为大径材林是切实可行的途径。本研究以杉木近熟林为对象,采用正交设计进行疏伐与配方施肥改培试验研究。结果表明:在杉木树高-胸径生长模型研究中,幂函数模型有较好的拟合效果,是最理想的树高-胸径生长模型选择;杉木近熟林改培后第3年,处理前、后各材种变化总体呈现出小、中径材逐步减少,大径材逐步增加的趋势,大径材增量最大的是处理2。影响处理前后树高、胸径和单株材积增量的因子效应大小依次为追施尿素、追施过磷酸钙、保留密度,影响大径材出材量及出材率增量的试验因子有差异,增加大径材出材量和提高大径材出材率的最优组合一致。试验结果表明,当密度处于中等或中等偏高水平、尿素和过磷酸钙均处于中等水平时,最利于提高大径材出材量和出材率。

一种两级螺旋精准变量自动对靶遥控施肥装置的研究与试验

针对目前螺旋施肥装置在果园施肥过程中排肥脉动较大导致排肥均匀性差和排肥稳定性低等问题,研制了一种两级螺旋施肥装置.采用EDEM仿真软件进行了侧面排肥口开口角度的优化,研究了该施肥装置上下两级螺杆不同转速比对排肥均匀性和稳定性的影响;室内台架试验标定了复合肥、尿素、有机肥的单圈排肥量,并建立了排肥控制模型;设计了以STM32F103RCT6单片机为核心的精准变量自动对靶遥控施肥控制系统;通过室外大棚果园试验检验了该装置的对靶精度与排肥性能.仿真结果表明:排肥口开口角度和上下两级螺杆不同转速比会影响该施肥装置的排肥均匀性和稳定性,且最佳开口角度为50°,最佳转速比为1∶1.5,其排肥均匀性变异系数的均值为7.35%,肥料填充系数方差为0.009.室内台架试验结果表明:当电机转速在120 r/min内时,3种肥料实际单圈排肥量与理论单圈排肥量相对误差最大为3.37%,单圈排肥稳定性变异系数最大为2.83%,该装置排肥准确且单圈排肥量稳定.室外大棚果园试验结果表明:单棵柑橘树实际排肥量与给定排肥量相对误差最大为4.35%;自动对靶起点误差最大为0.17 m,终点误差最大为0.08 m,且肥料掉落位置均在柑橘树冠层直径内;排肥稳定性变异系数最大为7.22%;3种肥料中排肥均匀性变异系数最大为6.41%.该装置有效减小了排肥脉动,提高了排肥性能,且对靶误差小,满足果园精准变量自动对靶遥控施肥要求.该研究以期为两级螺旋施肥装置排肥脉动问题的优化提供理论依据,并为精准变量施肥提供技术参考.

基于Simulink仿真的施肥机模糊神经网络PID控制方法

【目的】农用电气设备的部件十分复杂,易受到环境因素的影响,无法准确控制施肥量,故障频发。因此,需要一种成本低、运行稳定、施肥量控制精确、受工作环境影响小的施肥机控制系统。【方法】本研究采用模糊神经网络PID控制方法,将机器学习和非线性模糊控制方法引入传统PID控制器中,并基于MATLAB中Simulink仿真平台建立了模糊神经网络PID控制系统仿真模型。【结果】该模型可以根据模糊规则进行练习和学习,通过控制步进电机的转速和旋转角度来控制施肥量,神经网络还可以持续自动学习并动态改进系统的控制参数,以适应不断变化的农田作业环境。【结论】该模糊神经网络PID控制系统自我矫正能力强,可抵抗环境干扰,控制效果显著。

果园精准施肥技术装备研究进展

精准施肥技术装备是实现精准施肥、提高肥料利用率的重要载体。列举国内外学者在果园精准施肥技术装备开展的研究,从排肥量精准控制和施肥位置精准控制两个方面,总结归纳现有技术实现精准施肥的方案。指出现有技术装备无法根据单棵果树的养分需求现场配制个性化肥料、定点施肥技术装备应用较少、基于果树生长规律的施肥决策模型缺乏等问题。提出要加强政策支持、深入研究高质量定点施肥技术和智能决策模型等对策建议。

基于单片机的电动变量施肥装置控制系统设计

随着我国农业的不断发展,传统的施肥装置已不能满足生产需求,而近几年推出的变量施肥装置因操作复杂和价格昂贵等原因不适宜大面积推广。为此,设计一款操作简便、造价低和适用于大多数用户的新型电动变量施肥装置。该装置采用单片机作为控制核心,运用自动控制算法,根据需要调节施肥量,实现变量施肥,有效提高化肥的利用率,减少因化肥使用不当而造成的环境污染和食品安全问题。该装置采用汽车蓄电池供电和全电动的施肥过程,简化了复杂的机械传动机构,可完全取代传统纯机械式驱动的施肥装置。经实际应用证明,该电动变量施肥装置性能稳定可靠。

配方施肥对八角炭疽病防控效果及生化机制研究

为探寻八角炭疽病Colletotrichum horii绿色防控途径,研究采用单因素完全区组随机设计,在发病林区施用不同配方肥料,测定对病害控制效果、叶片生理生化指标变化以及在生产上扩大试验示范。结果表明:不同配方肥料对病害的控制效果不同,配方1(N+P_(2)O_(5)+K_(2)O 35%,有机质15%,有效钙、镁、硼、锌、铜含量3 902 mg/kg,含生防菌、肥料增效剂及复合杀菌剂)的病情指数最低,防治效果达65.65%;配方1处理的POD、SOD活性、百叶鲜质量和MDA含量与其它处理差异显著;配方1在4个不同区域点大面积试验示范,病害控制效果在79.65%以上。通过不同肥料配方处理后,对八角炭疽病的防治均有一定效果,以配方1效果最为明显,具有应用价值。

智能控制变量施肥机械的试验设计

为提高肥料利用率,尽可能地消除化肥对农业环境造成的污染,设计研制了一种用于变量施肥的机械。该机械主要由信息采集系统、单片机控制电路、步进电机驱动装置、排肥设备组成。传感器采集的信息和机具前进速度输入给单片机控制中心,经运算,求出所需的脉冲数,输送给步进电机驱动器从而控制步进电机变速转动,进而驱动排肥轴输出所需施肥量。试验结果表明,该设备对尿素和碳铵的排肥误差率低于10%,施肥精度较高,可基本实现变量施肥,为下一步的改进和精度提高奠定了基础。