基于PWM的电控精量喷雾控制系统设计与试验

来源：中国农机化学报杂志2023年第5期北京时间：

作者：王亚林, 印祥, 杨爽, 姚海斌, 马文鹏, 金诚谦,

单位：1. 山东理工大学农业工程与食品科学学院，山东淄博，255000；2. 农业农村部南京农业机械化研究所，南京市，210014

摘要：针对现有变量喷雾系统精准化程度低、农药有效利用率低等问题，设计一种基于PWM的电控精量喷雾控制系统。该系统以PIC18F258单片机为核心，主要由上位机、喷雾控制器、电子开关、电控喷嘴体组成。采用HMI串口屏作为上位机，接收用户设置的喷药量，通过CAN总线通讯实时发送到喷雾控制器；喷雾控制器根据接收的施药量计算出对应喷头的PWM占空比，实时调节各个喷头单位时间的通断时间，从而实现喷头的独立控制。为验证系统控制的精确性，在脉冲频率为10 Hz，系统压力分别为0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa时，测量喷雾系统在单个周期内的喷雾时间、系统响应时间以及不同占空比下的喷头流量。试验结果表明：在系统压力分别为0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa下，喷头流量与PWM占空比之间均为线性关系，线性拟合度均大于0.95。电控喷嘴体通断时间误差最大值分别是2.5 ms、2.98 ms、2.9 ms，相对误差最大值分别是6.6%、6.6%、6.8%，RMS误差分别为2.37 ms、2.54 ms、2.27 ms，喷雾系统最大响应时间分别为0.179 s、0.176 s、0.167 s。

关键词：农药,精量喷雾,脉宽调制,施药量,控制系统