一種基于變頻調節的恒速施肥方法技術

本發明專利技術涉及一種基于變頻調節的恒速施肥方法，遠傳壓力表通過不同壓力產生不同的電流，將電流信息反饋給MCU，從而計算出當前管道壓力，流量傳感器通過計數脈沖，將脈沖數值反饋給MCU，從而計算出當前管道流速。各種傳感器數值由MCU通過485通信反饋給變頻器，變頻器針對反饋信號，通過PID控制對施肥泵進行精準、穩定的操作，從而改變施肥速率，達到恒速施肥的效果。本發明專利技術的優點為：基于變頻調節的恒速施肥通過變頻調節和PID控制來對肥料使用進行精準控制，可根據人為設定量維持恒定速度施肥，從而達到控制施肥速度利于肥料吸收和控制肥量利于節約及保護土壤環境的目的。

【技術實現步驟摘要】
一種基于變頻調節的恒速施肥方法
本專利技術涉及農業施肥領域，特別涉及一種基于變頻調節的恒速施肥方法。
技術介紹
中國作為農業大國，化肥使用增速遠遠超過農業產量增速，整體施肥水平不高，很多地區不能做到肥料合理利用、不能發揮肥料的最大利用率，農業生產成本增加，效益卻降低，導致農產品品質下降、浪費嚴重、土壤和生態環境的污染，為長期耕作埋下隱患。人工施肥容易造成肥料播撒不均勻、產生效果的肥量少、浪費較多，而且人工成本較高；大型機器施肥受地形因素影響較大，很難適用于復雜地形，而且購買成本很高。采用施肥機結合灌溉進行施肥，可以充分將肥料溶于水，隨著灌溉施向農田，更有利于肥料的吸收，且其自動控制完善，僅需設置好施肥的量，即可自主施肥，不再需要人工進行操作。但由于現存施肥機大多采用射流器由負壓原理進行吸肥，而負壓力受管道內水流速、流量的影響較大，很難做到精準控制吸肥速率和吸肥量。
技術實現思路
針對現有技術中的上述不足，本專利技術提供了一種基于變頻調節的恒速施肥方法，其基于變頻調節的恒速施肥通過變頻調節和PID控制來對肥料使用進行精準控制，可根據人為設定量維持恒定速度施肥，從而達到控制施肥速度利于肥料吸收和控制肥量利于節約及保護土壤環境的目的。為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：一種基于變頻調節的恒速施肥方法，包括以下具體步驟：1)經人機交互界面、PC端或手機進行所需施肥參數設置，遠傳壓力表通過不同壓力產生不同的電流，將電流信息反饋給MCU，從而計算出當前管道壓力，流量傳感器通過計數脈沖，將脈沖數值反饋給MCU，從而計算出當前管道流速；2)各種傳感器數值由MCU通過485通信反饋給變頻器，變頻器針對反饋信號，通過PID控制對施肥泵，PID控制根據輸入目標值與反饋值所產生的偏差值來進行控制，其輸入輸出的關系為：其中Kp為比例系數；Ki為積分調節；Kd為微分調節；3)故根據步驟2)得傳遞函數為：當所需設定速率設置完成后，開始進行施肥。作為改進，所述步驟3)中，在施肥速率未到達設定值時，偏差值為正，此時通過PID控制增加執行量，增加施肥速率，隨著離目標值越來越近，執行量會逐漸減小，增加速率的幅度也會越來越小。作為改進，所述步驟3)中，當偏差值為負，即實際值超過設定值時，通過PID控制減小執行量，隨著離目標值越來越近，PID作用效果也逐漸減小。作為改進，所述偏差值為設定值與測量值的差值。本專利技術的有益效果為：恒速施肥其全自動的施肥方式首先避免了人工施肥，解放了人力，減少人力成本，而且其精確的控制可以減少人工施肥的所造成的浪費，減少污染，達到利益最大化，設定合理的速度更有利于肥料的吸收。PC端和手機端的控制使得只要在需要施肥的時候，即可實時打開施肥，不需要人在現場實時監測。施肥時只需要在人機交互界面或PC端或手機端輸入施肥信息，即可自動施肥。恒定的速率可以使施肥更加均勻，避免部分地方施肥過多導致利用率下降和部分地方施肥較少達不到施肥效果。數據經過云服務器計算處理后，在PC端和手機端實時顯示的施肥信息、施肥狀態，為使用者提供更加直觀的感受。并存儲施肥信息，方便后期查詢歷史施肥記錄，為后續的施肥提供參考價值。附圖說明圖1為本專利技術的恒速施肥系統結構圖；圖2為本專利技術的PID控制原理圖。具體實施方式下面結合附圖來進一步說明本專利技術的具體實施方式。其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。為了使本專利技術的內容更容易被清楚地理解，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。如圖1-2所示，一種基于變頻調節的恒速施肥方法，所述恒速施肥方法基于自動系統實施，該系統結構由MCU控制器、變頻器、施肥泵、壓力及流量傳感器、人機交互界面(顯示屏)、云服務器，PC和手機應用軟件及施肥管道組成。MCU控制器，進行數據處理，通過485與變頻器及人機交互界面通訊，人機交互界(顯示屏)面再由GPRS與服務器通訊。遠傳壓力表，壓力范圍0-20Kpa，可測量管道壓力。流速傳感器，流量范圍1-25L/min，可測量管道流速，為脈沖型傳感器，輸出脈沖占空比50％。云服務器包含數據存儲中心，大數據分析中心，綜合調度中心。通過PC端、手機端或人機交互界面均可以查看壓力、流速傳感器數值及施肥過程，并對施肥過程進行控制。恒速施肥方法括以下具體步驟：1)經人機交互界面、PC端或手機進行所需施肥參數設置，遠傳壓力表通過不同壓力產生不同的電流，將電流信息反饋給MCU，從而計算出當前管道壓力，流量傳感器通過計數脈沖，將脈沖數值反饋給MCU，從而計算出當前管道流速；2)各種傳感器數值由MCU通過485通信反饋給變頻器，變頻器針對反饋信號，通過PID控制對施肥泵，PID控制根據輸入目標值與反饋值所產生的偏差值來進行控制，其輸入輸出的關系為：其中Kp為比例系數；Ki為積分調節；Kd為微分調節；3)故根據步驟2)得傳遞函數為：當所需設定速率設置完成后，開始進行施肥。當所需設定速率設置完成后，開始進行施肥，在施肥速率未到達設定值時，即偏差值(設定值-測量值)為正，此時通過PID控制增加執行量，增加施肥速率，隨著離目標值越來越近，執行量會逐漸減小，增加速率的幅度也會越來越小。當偏差值(設定值-測量值)為負，即實際值超過設定值時，通過PID控制減小執行量，隨著離目標值越來越近，PID作用效果也逐漸減小。以上所述僅為本專利技術專利的較佳實施例而已，并不用以限制本專利技術專利，凡在本專利技術專利的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本專利技術專利的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于變頻調節的恒速施肥方法，其特征在于，包括以下具體步驟：/n1)經人機交互界面、PC端或手機進行所需施肥參數設置，遠傳壓力表通過不同壓力產生不同的電流，將電流信息反饋給MCU，從而計算出當前管道壓力，流量傳感器通過計數脈沖，將脈沖數值反饋給MCU，從而計算出當前管道流速；/n2)各種傳感器數值由MCU通過485通信反饋給變頻器，變頻器針對反饋信號，通過PID控制對施肥泵，PID控制根據輸入目標值與反饋值所產生的偏差值來進行控制，其輸入輸出的關系為：/n

【技術特征摘要】
1.一種基于變頻調節的恒速施肥方法，其特征在于，包括以下具體步驟：
1)經人機交互界面、PC端或手機進行所需施肥參數設置，遠傳壓力表通過不同壓力產生不同的電流，將電流信息反饋給MCU，從而計算出當前管道壓力，流量傳感器通過計數脈沖，將脈沖數值反饋給MCU，從而計算出當前管道流速；
2)各種傳感器數值由MCU通過485通信反饋給變頻器，變頻器針對反饋信號，通過PID控制對施肥泵，PID控制根據輸入目標值與反饋值所產生的偏差值來進行控制，其輸入輸出的關系為：



其中Kp為比例系數；Ki為積分調節；Kd為微分調節；
3)故根據步驟2)得傳遞函數為：



當所需設...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉戈，孟繁華，王凱，景鑫鑫，楊貴松，王亞輝，
申請(專利權)人：河南銳利特計算機科技有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41