基于变分模态分解联合小波分析的颗粒肥流量微波信号测量研究

来源：农业机械学报杂志2025年第12期北京时间：

作者：杨立伟，张雨琛，詹泽凯，晋子杨，彭永霖，朱羽飞

单位：中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,

摘要：针对精准农业中颗粒肥料质量流量难以精确测量的难题，提出了一种基于微波传感器采集颗粒肥料流量信号的预处理算法。首先通过仿真排肥管道结构，确定了在管道长度为400mm、直径为30mm的条件下，颗粒肥料在管道内的碰撞对速度的影响最小，并根据仿真结果搭建了颗粒肥料质量流量采集平台。通过对采集的流量信号进行分析，提出了一种结合变分模态分解（VMD）与离散小波变换（DWT）的复合去噪算法。试验结果表明该算法处理后的信号信噪比提高了7.3757dB，均方根误差降低了57%，从而显著提升了颗粒肥料质量流量的测量精度。最后实际车载试验表明，经该算法处理后的流量信号，最大相对误差为13.84%，最小相对误差为1.36%。该试验平台与算法为精准施肥提供了可靠的技术支持。

关键词：精准施肥;颗粒肥料;流量测量;微波传感器;变分模态分解;小波去噪

基金资助：国家自然科学基金项目（32371989）