摘要：为进一步提高我国农业水肥一体机的综合作业效率,实现用水量与施肥量的混合浓度最优配置,以模糊策略为设计基点,针对整机控制展开可行性分析研究。以整机作业架构组成为基础,考虑灌溉施肥同步过程的水肥动态平衡,搭建正确的模糊策略模型,进行系统的软件设计与硬件匹配。通过升级型水肥一体机实施灌施作业的效果验证,结果表明:基于模糊策略的水肥一体机控制系统整体试验过程顺畅,灌施的肥液均匀度可相对提升8.77%,系统对于各监测参数的响应度与稳定性均保持在90%以上,验证了设计的可行性;试验中节水率和肥料利用率分别较模糊策略应用前提升至91.70%和93.15%,整体灌施效率良好,说明了此模糊策略应用设计的优越性。研究结果对于实现水肥一体装备的智能控制水平向纵深提升具有很好的参考价值。

摘要：以进一步提升水肥一体机的作业效率与监测效率为目标,选取可视化技术作为研究切入点,基于可视化控制模块的设计与应用展开讨论。通过充分理解水肥一体机的作业机理,建立用于整机可视化控制的数学模型,并进行可视化控制模块的软件程序设计与硬件组件配置,形成全新高效的可视化水肥一体机。进行可视化控制模块应用作业试验,结果表明:基于可视化机理及控制模型应用的水肥一体机较普通控制下的水肥一体机作业有一定优势,系统的监测准确率与系统响应效率得到明显提升;各水肥管路及水肥参数监测及时,确保整机各项指令与输出正确合理,整机节水率与整机节肥率分别提升了6.80%和7.40%,灌溉均匀度可达90.50%,有利于农作物种植栽培高效高产。

摘要：针对传统灌溉方式水资源利用率低、农业用水浪费严重、肥料过度使用造成资源浪费和水污染等问题,基于大数据对水肥一体机的控制进行了设计。为了保证水肥一体机的灌溉精准性以及获取数据的精确性,采用自适用加权融合算法对获取的数据进行处理;为了对水肥浓度进行智能控制,采用PID控制器和自适应模糊控制器结合的方式对肥液浓度进行控制;为了验证该水肥一体机的性能,对其进行了浓度试验和肥料配比控制试验。结果表明:肥液浓度可以通过电导率仪进行测量,且设计控制器对肥液浓度的控制效果更优。

摘要：针对我国农业水资源和化肥资源的利用率较低的问题,在智慧农业下对水肥一体机的精准化作业进行了研究。水肥一体机的主要组成包括控制系统、监测系统、灌溉施肥系统、网络传输系统和数据中心。将粒子群算法与PID控制算法结合,对粒子群-模糊PID控制器进行设计,并对水肥溶液的EC值和pH值进行控制,提高了水肥一体机的控制精度,减少了控制时间。为了验证水肥一体机的性能,进行了数据采集准确性分析试验和精准化作业控制试验,结果表明:数据采集较为准确,且可以精准地配比水肥溶液,满足作物的灌溉要求。

摘要：为检测水肥一体机肥液电导率(EC),并将其控制在合理范围内,基于物联网技术,设计了远程水肥灌溉控制系统,将自整定模糊PID控制算法引入远程开发者服务终端中,通过模糊PID控制算法调控本地端变频注肥泵的频率进而精准控制EC,并对本地端PID和远程端模糊PID控制算法进行了对比试验验证。结果表明:目标EC越大,稳态EC越精确,但稳态时间和超调量均增大;与传统本地端PID控制相比,该系统响应速度快、EC波动幅度小、稳定,当目标EC为2.5 mS/cm时,稳态时间和超调量分别达到120 s和20.8%,混肥时间和实测EC均能满足水肥控制实际需求。该研究实现了EC的远程模糊PID控制,以及灌溉施肥系统的计算机、手机微信多终端灌溉数据监测和开关量控制。

摘要：为进一步提升我国水肥一体机的综合作业效能,实现灌溉施肥的最优化配比,以偏微分算法作为改进切入点,针对其作业控制系统展开设计研究。通过搭建正确的多阶偏微分数学模型,得到水肥一体机的整机设计布局,并进行模块化的软件程序编制与功能化的硬件配置选型。采用设计的整机系统在一定的作业条件下完成灌溉施肥一体式作业,结果表明:基于偏微分算法设计的水肥一体机,整机在水分与肥量之间的配比关系得到很好的优化,配比准确率可保证在90.00%以上,施肥均匀度与水分利用率分别相对提高了9.56%和5.69%,灌施作业效果良好,设计正确可行,是今后灌溉施肥集成领域的重要革新思路之一,具有较强的推广应用价值。

摘要：针对传统的灌溉和施肥方式作业效率及水肥使用率较低的问题,基于数学模型对水肥一体进行结构设计并优化分析。水肥一体机的主要组成包括数据采集系统、灌溉施肥系统、自动控制系统和控制中心。为了实现精准施肥和灌溉,采用数学模型的方法对文丘里吸肥器进行结构优化设计,并利用模糊控制和灰色预测结合的控制算法进行灌溉预测。进行了吸肥性能对比试验和灌溉试验,结果表明:水肥一体机结构合理,可实现精准灌溉。

摘要：针对我国传统的灌溉和施肥技术的水分利用率较低、农田管理效率低下的问题,基于计算机网络技术对水肥一体机的监控作业进行研究。该水肥一体机的主要组成包括设备模块、通信模块、数据模块、接口模块和用户模块。农作物生长状态主要受电导率(EC)和酸碱度(pH值)的影响,为了实现对这两项指标的控制和调节,对水肥一体机的监控软件进行设计,采用模糊控制器进行控制,以保证农作物的生长。为了验证水肥一体机的性能,对设备进行参数监控测试和仿真试验。试验结果表明:系统的监测精度较高,控制效果良好,可以满足用户的使用需求。

摘要：为提高水肥一体机的作业效率与原料利用率,针对其核心部件间通信系统的接口方式进行了嵌入式设计。以理解水肥一体机作业机理为基础,将SQL数据库与嵌入式通信相结合,采用双路信号检测与多路施肥作业通道,搭建水肥一体机数据通信模型。根据通信系统嵌入式并行处理流程进行硬件配置,根据实现通信接口功能不同进行通信软件程序设计,依照通信系统传输协议执行流程进行水肥一体机嵌入式通信接口运行试验。试验结果表明:嵌入式通信理念应用到水肥一体机,通信成功率保持在91%以上,可节约灌溉量55.4kg/hm^(2),节水率与节氮率较传统控制分别提升了13.14%和23.62%,具有较好地推广价值,可为类似农机设备优化设计提供参考。

摘要：针对文丘里和施肥泵组合结构的水肥一体机,分析了其结构组成和工作原理,得出了影响吸肥性能的主要因素,包括主管压力、主管流量、进口压力、施肥泵流量、通道数量、吸肥口数量、液位高度、过滤器等。在此基础上构建了试验装置,并进一步通过试验研究了这些因素对吸肥性能的影响。结果表明:主管压力对吸肥性能影响取决于施肥泵扬程,当施肥泵扬程大于主管最大压力约10m时没有影响,否则会产生显著影响;施肥泵流量在一定范围内与吸肥流量呈线性关系,需大于5个通道文丘里吸肥器工作流量总和时才能工作良好;施肥管道进口压力对吸肥流量影响较大,进口压力越高,吸肥流量越小,进口压力为0.1~0.2MPa时较合适;肥液桶内液位对吸肥流量有一定的影响,吸肥流量随着桶内液位升高而增加,20cm和100cm时相差约5%;主管流量、通道数量、吸肥口数量和有无过滤器对吸肥流量影响较小,参数选择合适时可以忽略。本研究可为水肥一体机设计和应用提供参考。