[发明专利]一种水溶性肥料精准施肥装置及施肥方法

权利要求书

1.一种水溶性肥料精准施肥装置，其特征在于：包括电控系统、调速系统、回馈传感器和执行器；

所述回馈传感器包括安装在灌溉管道上的水流量计和安装在肥料管道上的注肥流量计，用于动态感知单位时间注肥量的变化，并将感知结果送入电控系统，形成下一个调整周期；

所述电控系统，用于根据采集的回馈传感器的数据及设定的定时定量模式或保护稀释比模式，计算出下一步的注肥量调整趋势及目标，并将计算结果发送到调速系统；

所述调速系统，用于根据从电控系统接收的计算结果结合设定的调速步阶因子、微分运算因子及积分运算因子，通过调整输出电流的方式达到调节的目标值；

所述执行器为安装在肥料管道上的注肥泵，用于根据调速系统输出的不同电流工作在不同功率下，从而单位时间内向灌溉系统注入不同量的肥料。

2.根据权利要求1所述的水溶性肥料精准施肥装置，其特征在于：所述电控系统，还用于人机交互，进行定时定量模式、保护稀释比模式的参数输入，及回馈传感器的参数标定。

3.如权利要求1或2所述水溶性肥料精准施肥装置的施肥方法，其特征在于：采用实时回馈、动态调整电流以达到调整执行器输出功率的方法达到精准施肥的目的，包括如下步骤：

(1)设置装置工作在定时定量模式或者保护稀释比模式下，并进行相关参数的设定；其中：

(1A)定时定量模式下，设置施肥时间、施肥总量，装置将在设定时间内均匀向灌溉系统注入设定施肥总量的肥料；

(1B)稀释比保护模式下，设置肥料和灌溉用水的最大比例，装置将确保在不大于该设置比例的情况下，尽快向灌溉系统注入肥料；

(2)回馈传感器同时采集灌溉水的实时流量及注入肥料的实时流量；

(3)电控系统根据步骤(1)的设置及步骤(2)的采集数据进行计算，得到下一步调速系统需要的调速趋势及要达到的目标值；

(4)调速系统根据电控系统的计算目标，结合预设的步阶、微分、积分参数动态调整输出到执行器的电流；

(5)执行器根据调速系统输入的电流，工作在对应的功率下，从而控制向注肥系统注入不同的肥料量。

(6)重复步骤(2)到步骤(5)，最终达到稳态工作。

4.根据权利要求3所述水溶性肥料精准施肥装置的施肥方法，其特征在于：步骤(4)中，是采用PWM+高频MOS的方案，以动态调整执行器输出功率的方法，实现执行器的电流动态调整。

5.根据权利要求3所述水溶性肥料精准施肥装置的施肥方法，其特征在于：步骤(4)中，所述步阶参数用于调整执行器逼近目标单位时间注肥量的快慢。

6.根据权利要求3所述水溶性肥料精准施肥装置的施肥方法，其特征在于：步骤(4)中，所述微分因子用于调整执行器接近目标单位时间注肥量时的步阶参数，避免过调导致震幅偏大。

7.根据权利要求3所述水溶性肥料精准施肥装置的施肥方法，其特征在于：步骤(4)中，所述积分因子用于调整执行器接近目标单位时间注肥量时的调整频次，避免过调导致震当频率过高导致稳态曲线拖尾较长。