張寶玉

摘要：本文提出了一種脈沖寬度調(diào)制（PWM）的替代算法，用于脈沖激活電磁閥通過農(nóng)業(yè)噴霧器噴嘴施用化學(xué)品。改進的EMDEK拖拉機安裝式噴霧系統(tǒng)的單個噴嘴上裝有電磁閥，通過電子脈動激活電磁閥，以改變農(nóng)用化學(xué)品的使用率，根據(jù)地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)和全球定位系統(tǒng)（GPS）系統(tǒng)，改變不同地點的產(chǎn)量。與基于脈沖寬度調(diào)制的系統(tǒng)相比，這種替代算法的一個潛在優(yōu)勢是使用開啟和關(guān)閉時間較慢的低成本工業(yè)電磁閥，而不是通常在PWM系統(tǒng)中使用的更昂貴的高速閥。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田作物；PWM波；脈沖方法

近年來噴霧技術(shù)最顯著的進步體現(xiàn)在變量噴霧器的創(chuàng)新和發(fā)展。新的噴霧器一種是配備了傳感器引導(dǎo)系統(tǒng)，以檢測樹冠的存在，能識別樹木結(jié)構(gòu)、大小和郁閉度，然后做出相應(yīng)的調(diào)整，實時進行準確噴施。事實證明，新噴霧器的使用可以提高噴施效率以及減少非目標噴施的損失。另一種新噴霧器技術(shù)是使用了超聲波傳感器來測量冠層和檢測植物之間的空間，然后實時操縱噴嘴來激活進行噴灑。這種方法可以顯著減少非目標噴灑損失。然而這些傳感器具有較低的測量分辨率，其精度取決于前進速度和環(huán)境參數(shù)。由于發(fā)散角大，這些傳感器不能進行連續(xù)的三維測量，只能用于點探測。脈沖寬度調(diào)制（PMW）電磁閥通常用于工業(yè)，使間歇流量控制在噴嘴，同時保持相應(yīng)的工作壓力。PWM？閥是由每秒的脈沖數(shù)（開/關(guān)）和時間間隔來調(diào)節(jié)的，它們保持開啟狀態(tài)，稱為占空比。占空比從0（閥門關(guān)閉，沒有流向噴嘴）到100%？（閥門完全開啟，連續(xù)流向噴嘴）不等。脈沖寬度調(diào)制（PMW）閥門可以連接到農(nóng)業(yè)噴霧器上的單個噴嘴上，通過操作頻率和占空比的選擇取決于噴嘴的大小和工作條件。噴灑的水滴間歇性噴射，促使顆粒實時到達樹葉，從而減少耗水量和非目標損失。這個函數(shù)使得在不改變噴嘴或前進速度的情況下降低校準的應(yīng)用率成為可能，考慮到很多時候農(nóng)民沒有新的噴嘴或者不想改變噴嘴。盡管PWM控制的噴嘴，無論是在定速噴霧器還是激光引導(dǎo)的變速噴霧器中都取得了令人滿意的結(jié)果，但仍然需要在不同的植物生長條件下進行額外的現(xiàn)場試驗，以比較定速噴霧器和變速噴霧器中使用的脈沖寬度調(diào)制（PMW）技術(shù)，從而確保所選擇的脈沖寬度調(diào)制（PMW）？系統(tǒng)是有效、可靠和經(jīng)濟的。

脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)是一種方法，已被以前的研究人員用來提供控制水平的個別噴嘴。電子脈沖發(fā)送到噴嘴安裝電磁閥激活閥間歇在10赫茲，和寬度的“上”信號是不同的控制流量。如果閥門的響應(yīng)時間比脈沖周期小，3毫秒比100毫秒的高速閥門，電子脈沖寬度是一個很好的指標閥門功能和流量通過閥門。這種高速閥實際上可以工作在流量的0%～100%。Burkert6013的響應(yīng)較慢，開啟和關(guān)閉時間分別為20毫秒和30毫秒，如果閥門處于10赫茲脈沖狀態(tài)，這是脈沖周期的重要組成部分。開關(guān)延遲引起的誤差大部分被抵消，PWM性能的損失在流量的有限范圍內(nèi)。？

綜上，本文提出了一種用于農(nóng)藥變速應(yīng)用的電磁閥激活的脈寬調(diào)制（PWM）替代算法。該算法適用于開啟和關(guān)閉時間明顯較慢的成本較低、性能較低的工業(yè)電磁閥，特別是Burkert6013電磁閥，而不適用于響應(yīng)時間較快、成本較高的高速電磁閥。該算法利用了較慢的開啟和關(guān)閉時間，首先使流量從全流量的100%減小到60%，減小了2.5%，省略60%～0%脈沖可使流量減小3.75%，超過傳統(tǒng)的PWM限制范圍可能的流量率在25%～75%。

1.?？萍蓟痦椖浚↗SFP2019 004）。

2.江蘇省高等學(xué)校自然科學(xué)研究項目（20KJD510007）。

3.2020江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（202013104011Y）。