基于激光雷达探测的变量喷雾控制系统设计

变量对靶喷雾系统能够提高药液利用率,减少药液浪费。笔者确定了激光雷达探测的变量喷雾控制系统硬件结构;研究了变量喷雾控制算法,通过采集信息计算靶标冠层体积,利用冠层体积计算对应喷嘴的PWM占空比,进而控制对应喷嘴的流速,其次分析了系统的延时,给出了系统5个部分响应时间的计算方法,实现系统延时补偿,确保了系统的实时性;设计了激光雷达探测的变量喷雾控制系统:上位机采用MFC多线程编程,实现靶标采集、树冠体积计算、PWM生成以及延时补偿,其具有一定的人机交互功能;下位机采用C51编程,用于接收上位机PWM指令,控制电磁阀启闭。体积计算试验验证了不同的速度和检测距离下系统靶标体积计算相对误差在10%以内,其计算方法具有一定的适用性。电磁阀控制参数与响应时间试验获取了系统PWM与喷嘴流速之间的关系参数以及电磁阀响应时间,结果表明PWM与流速之间呈线性关系,电磁阀的机构响应滞后于电信号响应约20 ms。

国家林业局“948”项目(2015-4-56); 国家自然科学基金(61473156); 江苏省产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目(BY2014006-02); 江苏省基础研究计划青年基金项目(BK20170930);

变量喷雾; 激光雷达; 信息采集; 实时控制; 软件设计; 植保机械;

10.13360/j.issn.2096-1359.201807014

S491

9139-1479974K
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