精确施药控制系统的设计与研究

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植保机械性能优良是保证精确施药的前提,精确施药的目的是避免施药操作过程中药液对操作者的污染、减少药液流失以及药物因雾化飘移造成对生态环境的污染等。其原理是针对不同施药目标对象,通过计算机控制、机器视觉与图像信息处理等方面的技术手段对施药对象的距离位置与形状特征等信息进行检测、识别与分析,自动完成对施药目标的对靶跟踪、施药剂量与喷射压力等方面的调节,从而实现对施药目标对象的实时动态作业,以达到精准与适量施药的目的。  本论文在提出车载式超低容量自动喷雾机两种施药模式的基础上,对各控制系统变量因素进行具体分析与研究。鉴于车载式自动喷雾机在实施自动施药过程中具有控制变量因素多,且要求实时、准确的自动控制动态特征,根据模糊控制理论与神经网络控制方面的知识在解决这类多变量、非线性、强耦合与时变复杂控制系统方面的优势,本论文利用模糊控制与自适应模糊神经控制的方法,分别设计出精确施药控制系统。  本论文根据不同施药目标对象的图像轮廓特征,结合施药过程的动态特性,提出了两种不同的施药模式,即:车载式静态施药模式与车载式动态施药模式,并分析了各自的工作原理与相互之间相的切换方法。  本论文最后利用科技应用软件MATLAB对精确施药模糊控制系统与精确施药模糊神经控制系统进行仿真,通过仿真表明,基于模糊控制与模糊神经控制方法的精确施药控制系统控制效果均稳定,响应速度快,几乎无超调与振动,但后者比前者能取得更好的控制效果。
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