基于水和农药流量同步控制的在线混药系统设计与试验

针对现有的在线混药系统在农业作业中存在无法精确控制混药比、混药量仍然过剩等问题,设计了一种基于水和农药流量同步控制的在线混药系统.该系统主要由混药量的决策模型和控制系统组成.混药量决策模型的输入为变量喷雾系统中施药量决策模型的输出,并与混药量决策模型中的流量调节控制周期结合,用以实时计算系统中水和农药的流量.混药量控制系统中,经过处理后的脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)占空比数据传送至微控制单元(microcontroller unit, MCU),再由MCU生成PWM指令,发送至双路PWM驱动电路,并生成期望的PWM占空比数值,从而调节输送泵工作电压,进而同步调节水和农药的流量.试验结果表明:该系统中,蠕动泵和隔膜泵的流量精度分别在可控范围0~135.5 mL和0~18.65 L时,经过指定5.00 L混药量后,实测混药量误差小于5%;在混药比为100、300和500和流量调节控制周期为300、500和600 ms的条件下,进行交叉组合混药,混药比误差都保持在3.24%以内,可见混药效果良好.