基于水和農(nóng)藥流量同步控制的在線混藥系統(tǒng)設(shè)計與試驗

汪 歡， 毛 偉， 張亞飛， 李持衡， 沈 躍

(江蘇大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院， 江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

農(nóng)藥的廣泛使用會造成環(huán)境污染，并危害施藥人員健康.操作人員在裝載、混合藥液過程中一般會直接接觸到濃縮農(nóng)藥.此外，相關(guān)人員在施藥前無法確定精確的施藥量，不僅會造成農(nóng)作物上含有大量的殘余農(nóng)藥，還會造成作業(yè)后需要處理多余的農(nóng)藥混合液，造成農(nóng)藥的浪費和污染[1].另外，也會存在農(nóng)藥混合液不足的問題，這種情況下施藥人員將不得不暫停工作，轉(zhuǎn)而繼續(xù)進(jìn)行裝載、混合藥液等操作，如此一來大大降低作業(yè)效率.相較于傳統(tǒng)人工混藥模式，在線混藥系統(tǒng)有更安全的操作條件、減少廢物產(chǎn)生和提高混合性能等優(yōu)點.為了消除傳統(tǒng)混藥方法中箱內(nèi)混合物殘留、農(nóng)藥暴露等問題，R.C.AMSDEM[2]首次提出將濃縮農(nóng)藥制劑直接排放到載流或噴嘴中的在線注射系統(tǒng)中.但是，SHEN Y.等[3]研究發(fā)現(xiàn)，這些傳統(tǒng)的直列式噴射系統(tǒng)存在延遲時間長、混合均勻性不一致以及混藥比不準(zhǔn)確等問題，因而不能用于變量噴霧.袁琦堡等[4]設(shè)計了在線實時混藥噴霧系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用精量柱塞泵供藥,通過電磁開關(guān)閥控制水的流量.秦禎等[5]采用電磁計量泵泵送藥液，通過定量泵按比例吸取水.代祥等[6]根據(jù)多孔板穿過流脈動衰減原理，提出了夾層孔管式新型混藥器，有效地提高了藥液均勻性和動態(tài)濃度一致性.但是這些研究均未能有效地解決混藥量精確度的需求問題、水和農(nóng)藥流量計算模型的建立和明確的控制混藥量方法.

筆者根據(jù)變量噴霧模型，建立實時混藥系統(tǒng)模型，并將變量噴霧模型的輸出轉(zhuǎn)化為實時混藥系統(tǒng)的輸入，以求得實時混藥系統(tǒng)的周期性輸出.利用PWM電路周期性調(diào)節(jié)直流電動機(jī)驅(qū)動的兩大輸送泵工作電壓，使得該混藥系統(tǒng)輸出頻率與已有變量噴霧系統(tǒng)輸入頻率保持同步，實現(xiàn)噴霧需求量實時轉(zhuǎn)化為混藥系統(tǒng)混合量，使得農(nóng)藥利用更精量.

1 混藥量決策模型

1.1 實時混藥與變量施藥協(xié)調(diào)系統(tǒng)

本研究中變量噴霧系統(tǒng)與實時混藥系統(tǒng)的工作示意圖如圖1所示.其中變量噴霧系統(tǒng)由信息采集系統(tǒng)、施藥量決策模型和噴霧量控制系統(tǒng)組成.實時混藥系統(tǒng)由混藥量決策模型和混藥量控制系統(tǒng)組成.

圖1 變量噴霧系統(tǒng)與實時混藥系統(tǒng)工作示意圖

實時混藥系統(tǒng)在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的上、下環(huán)節(jié)工作原理如下：① 信息采集系統(tǒng)中，信息采集元件(如激光雷達(dá)傳感器)將周期性地掃描、采集周圍植株，以獲取其冠層的三維數(shù)據(jù)，并通過上位機(jī)，采用施藥量決策模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而計算得到施藥量[7]，該施藥量也即理想的混藥量.由于本研究重點不在信息采集系統(tǒng)驗證方面，故后面試驗中的混藥量是通過既往經(jīng)驗來確定其范圍，并在該混藥量范圍內(nèi)隨機(jī)選取混藥量值進(jìn)行混藥系統(tǒng)的論證.② 在協(xié)調(diào)系統(tǒng)計算出施藥量后，再由混藥量決策模型計算得到流量調(diào)節(jié)量、流量調(diào)節(jié)控制周期等指令，并傳遞給混藥量控制系統(tǒng).③ 噴霧量控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電磁閥的閉合時間來控制噴霧量.在混藥量決策模型中，混藥量、流量調(diào)節(jié)量及流量調(diào)節(jié)控制周期的控制是其中最關(guān)鍵的問題.

1.2 混藥量決策

傳統(tǒng)的預(yù)混式混藥操作是在施藥前根據(jù)操作員個人經(jīng)驗來判定混藥量.而本系統(tǒng)是根據(jù)施藥量決策模型中的施藥量來決定混藥量.理論上，如果混藥量等于施藥量，那么農(nóng)藥的利用率便可以達(dá)到100%，這樣就不會造成藥劑的浪費.信息采集系統(tǒng)利用激光雷達(dá)傳感器等探測元件進(jìn)行周期性探測植株冠層結(jié)構(gòu)，并根據(jù)植株體積確定噴霧量，建立混藥量模型.圖2為建立的施藥量決策模型.圖2a為變量噴霧的單個噴嘴在一個工作周期(一次施藥作業(yè)時間)內(nèi)的施藥量決策模型.

圖2 施藥量決策模型

在一個工作周期內(nèi)該噴嘴在對應(yīng)噴霧區(qū)域所需施藥量計算公式如下：

Q=hwvρV，

(1)

式中：Q為噴嘴的噴霧流量；h為每個噴嘴的覆蓋高度；w為冠層截面的寬度；v為噴嘴的前進(jìn)速度；ρ為冠層枝葉密度，取值為0或1；V為一個單位體積的噴霧量.

圖2b為所有噴嘴在多個工作周期內(nèi)的施藥量模型，其中Σv為多個周期內(nèi)噴嘴速度之和；H為所有噴嘴覆蓋農(nóng)作物區(qū)域的高度.當(dāng)噴嘴數(shù)量為全部工作噴嘴數(shù)量時，噴霧系統(tǒng)這段時間內(nèi)施藥量即為混藥系統(tǒng)該段時間內(nèi)的目標(biāo)混藥量.

1.3 響應(yīng)時間分析

由于植株間隙的存在和冠層體積的變化，導(dǎo)致系統(tǒng)的混藥量也是時刻變化的.實時系統(tǒng)在響應(yīng)外部輸入數(shù)據(jù)變化的過程中能夠規(guī)范、控制響應(yīng)時間，是保障系統(tǒng)可靠、準(zhǔn)確運行的前提.圖3為實時混藥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖.

圖3 實時混藥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

實時混藥系統(tǒng)中，在噴霧作業(yè)的同時，農(nóng)藥和水通過蠕動泵和隔膜泵輸送至靜態(tài)混合皿，再進(jìn)入藥液箱.在連續(xù)作業(yè)過程中，恒壓狀態(tài)下的液體在輸送過程的耗費時間是恒定的，蠕動泵和隔膜泵是實時混藥系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件.因此，實時混藥系統(tǒng)在接收到每一個混藥量指令后的可控響應(yīng)時間主要取決于蠕動泵和隔膜泵的執(zhí)行時間.本系統(tǒng)通過設(shè)置流量調(diào)節(jié)控制周期對蠕動泵和隔膜泵的執(zhí)行時間進(jìn)行協(xié)調(diào)控制.

1.4 流量控制模型

該混藥量決策模型中的混藥周期將基于噴霧量控制系統(tǒng)的輸出周期來確定.計算公式如下：

T=nt，

(2)

式中：T為混藥周期；t為噴霧量控制系統(tǒng)的輸出周期；n為周期數(shù)，n=1，2，3，….

每個t時間內(nèi)都將進(jìn)行一次噴霧，即對應(yīng)于一次等量的混藥.然而，目前農(nóng)業(yè)噴嘴大多數(shù)為響應(yīng)較快的電磁閥噴嘴，噴霧周期可達(dá)毫秒級.為排除電機(jī)泵由于其機(jī)械慣性造成的誤差，本系統(tǒng)選n個噴霧周期為一個混藥周期，那么每個T時間內(nèi)所需要的混藥量對應(yīng)于n個t時間內(nèi)混藥量(噴霧量)之和，故設(shè)T為一個混藥周期，也即供水輸送泵和供藥輸送泵的流量調(diào)節(jié)控制周期.故可知混藥量Vm為

(3)

式中：Vmk為第k個周期t內(nèi)的混藥量.同時，混藥量可通過施藥量決策模型的輸入獲得.圖4為混藥量和流量決策模型示意圖.

圖4 決策模型示意圖

圖4a中，混藥系統(tǒng)中某個周期內(nèi)所混合的混藥量是農(nóng)藥與水的體積之和，即

Vm=Vp+Vw，

(4)

式中：Vm為水與農(nóng)藥混合液的體積，也即混藥量；Vp為農(nóng)藥的體積；Vw為水的體積.其中水與農(nóng)藥的體積比(混藥比)不變，并且混藥前已設(shè)定為固定值：

(5)

因此在任何一個流量調(diào)節(jié)控制周期內(nèi)水的流量Qw為藥流量Qp的N倍，即

(6)

同時，將式(4)-(6)與式(2)聯(lián)立，得到水流量為

(7)

藥流量為

(8)

根據(jù)混藥量決策模型，計算得到水和農(nóng)藥的實時流量Qw和Qp后，還需要實現(xiàn)兩大輸送泵的流量控制.

2 混藥量控制系統(tǒng)

2.1 PWM與直流電動機(jī)的應(yīng)用

直流電機(jī)泵是混藥量控制系統(tǒng)中實現(xiàn)流量控制的關(guān)鍵部件，主要是由其工作原理所決定，即直流電機(jī)泵的運輸流量與其電動機(jī)轉(zhuǎn)速呈線性關(guān)系，電動機(jī)轉(zhuǎn)速受工作電壓的線性控制.通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換可知電機(jī)泵的工作電壓與運輸流量也呈線性關(guān)系，其線性相關(guān)性可通過試驗數(shù)據(jù)獲得.在計算出線性關(guān)系后，可以通過控制直流電機(jī)泵的工作電壓來精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)混藥系統(tǒng)中水和農(nóng)藥的流量.

那么如何精準(zhǔn)地控制電動機(jī)工作電壓是本系統(tǒng)的另一關(guān)鍵，實際工作中直流電源只輸出額定電壓，而本系統(tǒng)電動機(jī)所需工作電壓呈現(xiàn)從0 V到額定電壓的動態(tài)變化趨勢.脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(pulse width modulation，PWM)在農(nóng)作領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[8-9]，采用該技術(shù)可以實時調(diào)節(jié)電動機(jī)工作電壓，且脈沖寬度調(diào)制技術(shù)可輸出周期性可變控制信號，故能夠滿足本系統(tǒng)水和農(nóng)藥流量的動態(tài)變化.

2.2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.2.1控制器設(shè)計與系統(tǒng)工作流程

在上位機(jī)軟件計算出水和農(nóng)藥的實時流量后，生成控制指令，并基于Modbus通信協(xié)議，通過RS-485總線發(fā)送指令至混藥系統(tǒng)控制器.流量控制器結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示.由圖可知，流量控制器由一個單片機(jī)、2個基于I2C總線控制的PWM信號生成器和一個雙路PWM驅(qū)動電路組成，輸入的直流電壓為24 V.

圖5 流量控制器結(jié)構(gòu)示意圖

混藥參數(shù)包括混藥比、同步周期(混藥周期)和混藥量.圖6為上位機(jī)中混藥比、流量調(diào)節(jié)控制周期和混藥比的參數(shù)設(shè)置界面.其主要作用為設(shè)置混藥參數(shù)和控制系統(tǒng)的開始與結(jié)束.3個參數(shù)可以根據(jù)實際情況設(shè)置.混藥量控制系統(tǒng)的工作過程如下：通過上位機(jī)的觸摸屏輸入混藥量、混藥比和流量調(diào)節(jié)控制周期；根據(jù)輸入的3個參數(shù)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)控制器自動分配隔膜泵與蠕動泵的電動機(jī)轉(zhuǎn)速；隨后隔膜泵與蠕動泵以此轉(zhuǎn)速運行一段時間，這段時間即為流量調(diào)節(jié)控制周期；水和農(nóng)藥同時分別從隔膜泵與蠕動泵排入混藥器，并進(jìn)行混合，混合后的混合液進(jìn)入藥箱.該過程中，無論混藥量是否發(fā)生變化，混合液的混藥比都將保持不變.混藥前，藥箱內(nèi)應(yīng)當(dāng)預(yù)置一些農(nóng)藥，在實際混藥量低于目標(biāo)混藥量時將可以進(jìn)行補償.

圖6 參數(shù)設(shè)置界面

2.2.2驅(qū)動電路設(shè)計

為滿足輸送泵的啟動速度快以及高精度、大范圍的調(diào)速特性，筆者設(shè)計了基于雙極模式的H橋驅(qū)動電路，如圖7所示.

圖7 基于雙極模式的H橋驅(qū)動電路

由圖7可知，當(dāng)輸送泵運行并接受調(diào)節(jié)時，電流從電源正極VCC經(jīng)過金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOS)Q1穿過輸送泵內(nèi)電動機(jī)，再經(jīng)過MOS管Q4流回到電源負(fù)極GND.控制信號P1為來自MCU的+5 V的邏輯信號，邏輯信號傳送至驅(qū)動器后進(jìn)行放大，用以匹配輸送泵的工作電壓.電動機(jī)驅(qū)動器為基于雙H橋驅(qū)動電路設(shè)計的雙路PWM驅(qū)動器，通過電源接口分別接入直流電源、隔膜泵和蠕動泵的正、負(fù)極，PWM控制信號通過控制器引腳接入MCU輸入.雙路PWM驅(qū)動器如圖8所示.

圖8 雙路PWM驅(qū)動器

2.2.3MCU程序設(shè)計

本研究中主控制器程序通過MDK開發(fā)平臺，使用C語言編寫一個用于主控生成雙路PWM信號的程序，每個PWM信號對應(yīng)一個指定的占空比，用來匹配每個流量調(diào)節(jié)控制周期內(nèi)水和農(nóng)藥輸送流量.圖9為MCU用于生成具有所需占空比的PWM信號程序流程圖，其中tN為控制系統(tǒng)實際調(diào)節(jié)時間.

圖9 PWM信號的程序流程圖

圖9中，在參數(shù)初始化的過程中，MCU通過上位機(jī)傳遞的流量調(diào)節(jié)控制周期T設(shè)置內(nèi)部定時器的計時器頻率，根據(jù)傳遞下來的占空比數(shù)據(jù)計算對應(yīng)的比較值.控制指令生成后，將會存儲在指令隊列中，按照先進(jìn)先出的順序發(fā)送至電動機(jī)驅(qū)動器.該過程中，MCU以大于PWM生成的頻率周期性獲取液位傳感器的數(shù)據(jù)，以此判斷藥箱是否為空.如果藥箱為空，立即發(fā)出隊列中的第一個指令傳送至電動機(jī)驅(qū)動器.

2.2.4PWM占空比的生成與反饋控制

通過單片機(jī)內(nèi)部的高級定時器產(chǎn)生PWM信號，每0.01個周期產(chǎn)生1個中斷基準(zhǔn)信號，也就是每一個占空比信號的輸出意味著中斷基準(zhǔn)信號溢出100次，其中前M次為輸出高電平，后(100-M)次的輸出設(shè)為低電平.中斷基準(zhǔn)時間和占空比的計算公式如下：

(9)

(10)

式中：tk為中斷基準(zhǔn)時間；Tk為中斷基準(zhǔn)周期；f為中斷基準(zhǔn)頻率；m為PWM占空比；M為高電平對應(yīng)的溢出次數(shù).

基于系統(tǒng)響應(yīng)速度的要求，筆者采用計算過程較少的PI控制算法對PWM占空比進(jìn)行反饋控制.PI控制器的表達(dá)式為

(11)

式中：wPI(t1)為時間t1內(nèi)系統(tǒng)的控制輸出；KPI為比例系數(shù)；Ek為本次模塊的實際輸出與控制輸出之間的誤差；Ek-1為上次模塊的實際輸出與控制輸出之間的誤差；Gt1為積分時間常數(shù)；TG為系統(tǒng)采樣周期.

3 混藥試驗

3.1 混藥試驗平臺

實時混藥系統(tǒng)試驗平臺如圖 10所示.

圖10 實時混藥系統(tǒng)試驗平臺

試驗用DP-70隔膜泵由上海新西山實業(yè)有限公司生產(chǎn)，RZ1030- 4蠕動泵由南京潤澤流體控制設(shè)備有限公司生產(chǎn).計算機(jī)與控制柜內(nèi)部的MCU通過USB轉(zhuǎn)485串口連接，用以發(fā)送混藥比、混藥量和流量調(diào)節(jié)控制周期等數(shù)據(jù).

3.2 占空比與電壓關(guān)系

在理想條件下，驅(qū)動電路的輸出電壓(隔膜泵和蠕動泵的工作電壓)等于驅(qū)動電路的輸入電壓(電源輸出電壓)與占空比的乘積.由于電路特性存在高頻波的精度低于低頻波，故在固定開關(guān)電源輸入下，電動機(jī)驅(qū)動器輸出電壓存在非線性區(qū)間.筆者通過不同的PWM占空比測量非線性區(qū)間，并刪除該區(qū)間來保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性.供水端驅(qū)動電路調(diào)節(jié)前輸出電壓為24.10 V，供藥端為12.60 V.筆者將0～100%的占空比等分選取16個值，并測量對應(yīng)占空比控制下的輸出電壓.表1為不同占空比控制下的驅(qū)動電路輸出電壓實測數(shù)據(jù).

表1 驅(qū)動電路輸出電壓實測數(shù)據(jù)

在對采集的輸出電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合之后，可得占空比-電壓線性函數(shù).占空比與供水端輸出電壓的線性函數(shù)表達(dá)式為

y=0.239 4x+0.031 6,R2=0.983 5，

(12)

占空比與供藥端輸出電壓的線性函數(shù)表達(dá)式為

y′=0.125 1x′+0.002 4,R2=0.969 7，

(13)

式中:x和x′分別為供水端和供藥端占空比；y和y′分別為供水端和供藥端輸出電壓.

本研究中流量調(diào)節(jié)精度受到了PWM控制死區(qū)、電路特性、機(jī)械延時等因素的影響.通過不同占空比下輸出電壓的測量，發(fā)現(xiàn)占空比接近100%時，本系統(tǒng)輸送泵工作電壓波動較大.為精確控制輸送泵工作電壓，進(jìn)而控制后續(xù)試驗中水和農(nóng)藥的流量，將占空比范圍確定為0～93.75%.

3.3 工作電壓與流量關(guān)系

液體輸送泵通過內(nèi)部的電動機(jī)轉(zhuǎn)動來驅(qū)動液體的輸送，并且電動機(jī)的工作電壓與輸送的流量之間存在著線性關(guān)系.筆者采用自來水作為稀釋水，研究隔膜泵的電壓-流量關(guān)系.為試驗人員安全考慮和排除不同黏度農(nóng)藥對蠕動泵輸送性能的影響，在25 ℃室溫下，采用8.0、16.0和24.0 mPa·s等3種黏度蔗糖標(biāo)準(zhǔn)溶液模擬農(nóng)藥，研究蠕動泵電壓-流量關(guān)系.同時，對0～24.0 V隔膜泵工作電壓和0～12.00 V蠕動泵工作電壓分別選取16個電壓等分值，同時為了精確控制電壓，分別去除24.0 V和12.00 V以上的電壓值.表2為不同工作電壓下隔膜泵實測輸送流量.

表2 隔膜泵的實測輸送流量

由于流量計精度問題，在標(biāo)準(zhǔn)蔗糖溶液的流量測量中，將蠕動泵在特定電壓下運行60 s，用該段時間內(nèi)采集的標(biāo)準(zhǔn)蔗糖溶液體積與時間的比值作為該電壓下的蠕動泵流量.表3為不同工作電壓下的蠕動泵實測輸送流量.

表3 蠕動泵的實測輸送流量 L·min-1

圖11為輸送泵流量-電壓關(guān)系線性擬合曲線.圖11a中，根據(jù)線性擬合曲線，可得到水輸出流量與隔膜泵輸入電壓之間的關(guān)系式：

Qw=13.491 0y1-2.271 5,R2=0.998 5，

(14)

式中：Qw為水的輸出流量；y1為隔膜泵輸入電壓.

圖11 輸送泵流量-電壓關(guān)系線性擬合曲線

圖11b為不同黏度蔗糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的實際流量曲線，根據(jù)線性擬合曲線，可得到農(nóng)藥原液輸出流量與蠕動泵輸入電壓之間的關(guān)系式：

Qp=0.202 4y2-0.073 8,R2=0.993 8,

(15)

式中：Qp為農(nóng)藥輸出流量；y2為蠕動泵輸入電壓.

結(jié)合實際采集的流量數(shù)據(jù)顯示，隔膜泵在0～19.5 V工作電壓下流量損耗較小，蠕動泵在0～9.00 V工作電壓下流量損耗較小.為了精確控制流量，結(jié)合前面的占空比-電壓試驗，本系統(tǒng)的供水端選取實際工作電壓不大于19.5 V(對應(yīng)的調(diào)節(jié)占空比為81.25%)，供藥端選取實際工作電壓不大于9.00 V(對應(yīng)的調(diào)節(jié)占空比為75.00%).

3.4 混藥比試驗

混藥比是農(nóng)藥混合效果中重要的指標(biāo)[10]，同時基于上述試驗所得出的函數(shù)關(guān)系，設(shè)置的3組混藥比分別為100、300和500.根據(jù)仿真樹的冠層體積、間距與探測元件的移動速度，設(shè)置300、500和600 ms等3個流量調(diào)節(jié)控制周期及每個周期內(nèi)的混藥量.為檢測每個流量調(diào)節(jié)控制周期內(nèi)的混藥效果，設(shè)置9種不同混藥比和流量調(diào)節(jié)控制周期組合進(jìn)行混藥比試驗(本試驗采用蔗糖標(biāo)準(zhǔn)溶液代替農(nóng)藥原液).根據(jù)試驗前后水箱和藥箱所裝液體的體積差值獲得試驗中所消耗的水和農(nóng)藥量，所消耗的水和農(nóng)藥體積比即為試驗實測混藥比.每組試驗進(jìn)行10次，取10次所測數(shù)據(jù)的平均值作為該種組合下的實測混藥比.實測混藥比及其相對誤差的絕對值見表4，其中相對誤差的絕對值為實測混藥比與預(yù)設(shè)混藥比差值的絕對值占預(yù)設(shè)混藥比的百分比.

表4 不同組合下實測混藥比及其相對誤差的絕對值

混藥比試驗結(jié)果表明，在預(yù)設(shè)混藥比為100～500時能夠精確完成實時混藥，其中相對誤差絕對值最大僅為3.24%，可見混藥效果良好.

3.5 混藥量試驗

筆者對9種不同混藥比和流量調(diào)節(jié)控制周期組合分別進(jìn)行10次混藥量試驗.每次試驗指定混藥量為5.00 L，測量了每次試驗后的水和農(nóng)藥(本試驗采用蔗糖標(biāo)準(zhǔn)溶液代替農(nóng)藥)混合液體積.為滿足管道壓力和減少試驗系統(tǒng)延遲的影響，試驗前預(yù)放置50 mL混合液.表5為混藥量試驗之后混藥量的實測數(shù)據(jù)及其相對誤差的絕對值，其中相對誤差的絕對值為實測混藥量與指定混藥量5.00 L差值的絕對值占指定混藥量的百分比.

表5 不同組合下實測混藥量及其相對誤差的絕對值

混藥量試驗結(jié)果表明，在預(yù)設(shè)混藥比為100～500下，指定混藥量為5.00 L時所獲得的實際混藥量為4.83～5.10 L，相對誤差的絕對值區(qū)間為0.8%～3.4%.由于藥箱提前預(yù)置了50 mL混合液，可在實測混藥量少于指定混藥量時進(jìn)行施藥補償，本試驗系統(tǒng)混藥量可以滿足目標(biāo)施藥量.

4 結(jié) 論

1) 在混藥比試驗中，不同流量調(diào)節(jié)控制周期下，筆者搭建的實時混藥系統(tǒng)可以滿足混藥比為100～500時的需求，其中相對誤差絕對值最大值僅為3.24%，可見混藥效果良好.

2) 在混藥量試驗中，最后實測混藥量與預(yù)期混藥量相近，相對誤差絕對值為0.8%～3.4%，基本滿足了實際混藥量需求，避免了農(nóng)藥的浪費及施藥中混藥量不足的問題.

3) 由于時間原因，未能將信息采集模塊加入論證中，而是預(yù)定了采集信息所生成的混藥量，且未考慮本試驗系統(tǒng)的車載便利性.為了完善論證結(jié)果，并從實際農(nóng)業(yè)噴霧流程出發(fā)，未來需要將本研究與變量噴霧車相結(jié)合，以提高農(nóng)業(yè)噴霧環(huán)節(jié)藥液的利用率.