风送式喷雾风机液压无级调速控制系统设计与研究

摘要

风送式喷雾技术由于减少了农药的雾滴漂移、增加了附着率,可使得环境污染的风险大大降低。风送式喷雾效果的主要影响因素之一是风机的转速,但目前风送式喷雾风机转速大都是由档位控制,很难得到精确的转速,大大影响了喷雾效果。为此,本文首次提出并设计了风送式喷雾风机的液压无级调速控制系统,为实现更好的风送式喷雾效果提供途径。
　　 本文以3WZ600型自走式果园风送定向喷雾机平台为基础,以单片机控制技术为核心,采用直流步进电机调速技术,设计了风送式喷雾风机液压无级调速控制系统。建立液压无级变速系统模型并分析,采用模糊控制策略,进行试验验证。主要内容如下:
　　 1、根据系统精度及稳定度要求、控制对象特性及作业环境,完成了单片机硬件系统、步进电机及驱动器、丝杆和传感器的选型及设计,并对执行机构与控制对象的连接装置进行合理调整。
　　 2、建立液压无级变速系统模型,结合实际运行情况进行模型分析;根据专家知识和实践经验设计了模糊控制器。利用Simulink对理想的液压无级变速系统模型添加不同干扰模拟实际运行过程,并采用模糊控制进行了仿真,结果表明模糊控制具有较好的动态响应,对于不同的干扰都有很好的抗干扰性,符合本系统控制需求。
　　 3、完成喷雾风机转速无级调节系统设计,分别有风机转速检测、液压无级变速系统和转速控制系统,其中包括液晶显示、按键功能、风速检测、模糊控制和归零的程序设计。为提高系统可靠性与稳定性添加的归零程序采用绝对零位法,实际应用中,消除了由液压无级变速系统延时问题带来的风机反转和不稳定问题。
　　 试验结果表明,本系统运行稳定、可靠,符合预期设计要求。