[发明专利]基于脉宽调制变量喷灌的圆形喷灌机喷头喷嘴配置方法

权利要求书

1.一种基于脉宽调制变量喷灌的圆形喷灌机喷头喷嘴配置方法，其特征在于，包括：

步骤101：计算当各处灌溉量达到最大灌溉水深时各喷头流量Q_i；

步骤102：根据PWM电磁阀的最佳占空比控制范围将喷头分组；

步骤103：根据各喷头流量Q_i计算满足流量需求时每组喷头所用喷嘴大小；

所述步骤102包括：

根据每组第一个喷头的流量及最佳占空比下限确定该组喷头最大流量；

根据该组喷头最大流量及最佳占空比上限确定该组喷头最后一个喷头的可控流量；

根据该组喷头最后一个喷头的可控流量确定该组喷头最后一个喷头的位置；

在所述步骤102中：

设喷灌机所采用的电磁阀的工作占空比范围为a％～b％,0≤a＜b＜100；设将全部N个喷头分为k组，每组喷头采用相同型号的喷嘴；第j组喷头起始喷头的编号为l_start(j)，结束喷头编号为l_end(j)，其中l_start(1)＝1，j＝1,2,…,k；

步骤201：根据每组第一个喷头的流量及最佳占空比下限确定该组喷头最大流量；编号为l_start(j)的喷头流量对应的占空比不小于a％，则编号为l_start(j)的喷头最大流量Q_jMAX应为：

Q_jMAX＝Q_{l_start(j)}/a％＝4πhR[d'+(l_start(j)-1)d]/a％

步骤202：根据该组喷头最大流量及最佳占空比上限确定该组喷头最后一个喷头的可控流量；

从第l_start(j)个喷头到第l_end(j)个喷头选择相同型号的喷嘴，最大流量相同，均为Q_jMAX，则第l_end(j)个喷头占空比最大为b％，第l_end(j)个喷头流量应满足：

Q_{l_end(j)}＝4πhR[d'+(l_end(j)-1)d]≤Q_jMAX·b％

步骤203：根据该组喷头最后一个喷头的可控流量确定该组喷头最后一个喷头位置；

重复上述过程步骤201、步骤202、步骤203，直至所有喷头分组完毕，确定k组喷头各自的起止范围。

2.根据权利要求1所述的基于脉宽调制变量喷灌的圆形喷灌机喷头喷嘴配置方法，其特征在于，包括：

步骤104：根据每组喷头的管道沿程压力损失对喷嘴大小做出修正，使得PWM电磁阀的实际占空比在最佳占空比范围内。

3.根据权利要求1所述的基于脉宽调制变量喷灌的圆形喷灌机喷头喷嘴配置方法，其特征在于，在所述步骤101中：

喷头等间距分布，组内各喷头射程相等，为了使当前地块各处喷灌水深都达到最大值h_MAX，各个喷头造成的喷灌水深相等，设为h；假设某喷灌机包含N个喷头，从中心支轴开始编号分别为1,2,……,N，则编号为i的喷头扫掠过的面积A_i为：

A_i＝π[d'+R+(i-1)d]²-π[d'-R+(i-1)d]²＝4πR[d'+(i-1)d]

其中，d'为第一个喷头中心距离中心支轴的距离；d为喷头间距；R为单喷头喷洒半径；则第i个喷头的流量Q_i为：

Q_i＝hA_i＝4πhR[d'+(i-1)d]。

4.根据权利要求1所述的基于脉宽调制变量喷灌的圆形喷灌机喷头喷嘴配置方法，其特征在于，在步骤103中：

步骤301：计算每组喷头的第一个喷头处的工作压力H(i)；

步骤302：根据喷头工作压力及流量需求计算喷嘴大小；

步骤303：在喷嘴产品手册中选取最接近喷嘴大小计算值且大于喷嘴大小计算值的喷嘴型号；

重复上述过程步骤301、步骤302、步骤303，直至确定所有喷头分组的喷嘴型号。