[发明专利]在线混药植保机的浓度动态方程和变浓度控制方法

说明书

在线混药植保机的浓度动态方程和变浓度控制方法属于大型植保机械的控制技术领域，尤其涉及一种在线混药植保机的浓度动态方程和变浓度控制方法。本发明提供一种在线混药植保机的浓度动态方程和变浓度控制方法。本发明包括以下步骤：步骤1）建立在线混药植保机的药液浓度模型的药液浓度动态响应模型；步骤2）根据液压元件物理特性，建立药液注射泵的模型；步骤3）根据压力和流体的动力学进行分析；步骤4）建立浓度模型的空间状态表达式；步骤5）设计喷药浓度控制器。

技术领域

本发明属于大型植保机械的控制技术领域，尤其涉及一种在线混药植保机的浓度动态方程和变浓度控制方法。

背景技术

进入到现代农业以来，植保机械成为了其不可缺少的重要组成部分，植保机械在现代农业的进步和发展发挥着重要的作用，不仅可以提高作物的产量和质量，还可以把人类从劳累的农业生产中解放出来，也在卫生防疫方面发挥真重要的作用。我国是农业发展的大国，农业生产在国民中发挥着巨大的作用，但我国的植保机械发展的相当缓慢。新中国成立以后，植保机械尤其是施药机械才得到了发展，据我国农业部发布，我国2015年的农药利用率为36.6％，较2013年提高了2.2个百分点，农药利用率的提高在很多方面产生了显著的作用，不仅节省了农民的生产投资，农药资源的节省，而且有利于减少农药残留保障农产品的品质安全，保障土壤和水体要求。但与欧美发达国家的农药利用率的50％到60％，仍有较大的差距。特别是大型喷药系统由于压力、作业速度、喷药浓度变化等情况，造成的大型植保机械在喷药过程中存在农药利用率较低，且存在过喷或欠喷现象，导致农药浪费严重且环境污染等问题，因此急切需要解决大型植保机喷药系统智能控制问题。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种在线混药植保机的浓度动态方程和变浓度控制方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括以下步骤：

步骤1)建立在线混药植保机的药液浓度模型的药液浓度c₀动态响应模型：

c₀＝K·c_i(T-T_c-τ_c) t≥T (1)

其中的K为系统浓度的静态增益，t为系统运行的时间，τ_c为传输延迟，T_c为系统的时间常数，c_i为流经流量计的药液浓度，T为最大工作时间；

q_c为经过药液注射泵的药液流量，q_m为经过流量计流出的流量，K₁，K₂，Φ₁和Φ₂为系统辨识出q_m和τ_c、T_c的参数；

步骤2)根据液压元件物理特性，药液注射泵的模型如下：

q_c＝K_P·ω_c (5)

K_p为活塞泵的容积排量；

步骤3)根据压力和流体的动力学分析有：

ΔP＝K₀·q² (6)