PWM間歇噴霧式變量噴施系統(tǒng)性能測(cè)試及壓力穩(wěn)定控制器的設(shè)計(jì).pdf

1、在PWM間歇噴霧式變量噴施系統(tǒng)中，由于其間歇式噴霧特性，導(dǎo)致其霧量沉積分布均勻性較難控制，而藥液霧滴在靶標(biāo)上的沉積分布均勻性對(duì)農(nóng)藥藥效的影響很大;系統(tǒng)管路中流量變化會(huì)引起管路壓力損失的改變，致使噴頭實(shí)際噴霧壓力出現(xiàn)波動(dòng)、噴頭間的實(shí)際噴霧壓力出現(xiàn)差異;隔膜泵間歇性吸排液等特點(diǎn)會(huì)造成管路中出現(xiàn)壓力脈動(dòng);且系統(tǒng)所用電磁閥的快速啟閉會(huì)在管路中形成液壓沖擊，二者共同作用將會(huì)產(chǎn)生壓力諧振;而噴頭的噴霧流量和霧化特性對(duì)噴霧壓力比較敏感，致使噴霧流量控

2、制精度受到較大影響。本文對(duì)PWM變量噴施系統(tǒng)性能進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)測(cè)試和流體動(dòng)力學(xué)分析，明確靜態(tài)霧量沉積分布、管路壓力損失、壓力脈動(dòng)及液壓沖擊與噴霧壓力、PWM信號(hào)頻率和占空比等工況參數(shù)之間的關(guān)系，建立量化模型，從而設(shè)計(jì)了一套PWM變量噴施壓力穩(wěn)定控制器并為PWM變量噴施系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)霧量沉積分布模型的建立奠定基礎(chǔ)。這對(duì)于提高農(nóng)藥的有效利用率、節(jié)約農(nóng)藥資源、保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。主要研究工作及結(jié)論如下:
　　

3、 1.在不同噴霧壓力、不同PWM信號(hào)頻率和占空比下，采用矩陣式霧量收集裝置對(duì)TR80-05型空心圓錐霧噴頭的靜態(tài)霧量分布進(jìn)行了測(cè)試，并采用非線性回歸分析法確立了噴霧壓力0.3Mpa.PWM信號(hào)頻率2Hz、不同PWM信號(hào)占空比下的集霧單元尺度上的靜態(tài)霧量分布模型。結(jié)果表明:噴頭的靜態(tài)霧量分布模型呈中心對(duì)稱的圓環(huán)狀，且近似符合二維雙正態(tài)分布;隨噴霧壓力的增大，霧量沉積量增加，且霧量分布圓環(huán)區(qū)域半徑增大;PWM信號(hào)占空比與霧量沉積量近似呈正

4、比關(guān)系，而對(duì)霧量分布圓環(huán)區(qū)域半徑的影響較小;PWM信號(hào)頻率對(duì)靜態(tài)霧量分布影響很小。
　　 2.為揭示系統(tǒng)管路壓力損失的變化特性和液壓沖擊特性，在PWM間歇噴霧式變量噴施管路系統(tǒng)中進(jìn)行了流體動(dòng)力學(xué)分析，確定了不同噴霧流量下的管路藥液流態(tài)，建立了壓力損失和液壓沖擊的計(jì)算模型，分析了0.3MPa設(shè)定噴桿壓力下的管路壓力損失變化范圍和液壓沖擊幅度，并進(jìn)行了實(shí)際試驗(yàn)測(cè)試。結(jié)果表明:在0.3MPa設(shè)定噴桿壓力下，同一噴頭前端管路的壓力損失的

5、變化幅度可達(dá)140kPa，不同噴頭間的實(shí)際噴霧壓力差異可達(dá)25kPa，由于電磁閥快速啟閉而引起的液壓沖擊幅值可達(dá)170kPa。
　　 3.為得到系統(tǒng)中由隔膜泵和電磁閥帶來(lái)的壓力脈動(dòng)和液壓沖擊以及二者共同作用產(chǎn)生的壓力諧振，在不同隔膜泵轉(zhuǎn)速、不同PWM控制信號(hào)頻率和占空比下進(jìn)行了壓力脈動(dòng)和液壓沖擊的綜合測(cè)試研究。結(jié)果表明:隨著隔膜泵轉(zhuǎn)速的增加，壓力脈動(dòng)周期逐漸變小，幅值逐漸變大;隨著PWM信號(hào)頻率的增加，液壓沖擊和壓力諧振趨于壓力