论文摘要
施药技术基础性试验研究是保证单位面积施药量、提高农药利用率、降低环境污染的必要措施。本文针对目前一些果园施药机械与施药技术落后，施药控制系统控制性能差，无法对施药过程进行在线监测等问题，借助单片机技术、嵌入式技术，在理论分析的基础上，通过模块设计方法，设计了施药性能仿真试验台并进行基于试验台的相关试验研究。主要内容与结论如下：（1）明确系统总体设计要求，即能满足施药机压力波动特性研究、施药机喷雾均匀性性研究、施药机速度模拟试验以及施药机变量施药的研究。通过方案比较，确定了系统的整体方案设计。在对喷雾泵、电磁阀、电动球阀等部件进行选型及功能分析、结构设计的基础上，完成了基于单片机的施药监控系统的电源、LCD显示、通信、SD卡存储、电动球阀控制和电磁阀控制等模块电路设计和施药机速度模拟系统的设计，并搭建了施药性能仿真试验台。（2）实现了施药监控系统上位机软件和下位机软件设计。上位机软件程序包括系统设置和数据接收显示等模块的程序；下位机软件程序包括系统初始化、LCD显示、数据采集处理、SD卡存储、串口通信、电动球阀控制和电磁阀控制等模块的程序。（3）系统能够采用PC机和LCD液晶显示两种方式进行施药参量的实时显示；能够通过SD卡进行施药参量的数据存储；能够通过ARM控制器对电动球阀和电磁阀进行控制；能够通过施药机速度模拟系统对施药机在实际工作状态下的速度进行模拟试验。（4）完成了施药性能仿真试验台系统调试及验证试验，结果表明，试验台各个部件工作正常。施药监测系统对压力和流量的测量精度分别达到97.4%和99.3%；施药机速度模拟系统的检测精度达到97.1%。满足了基于试验台的试验研究。（5）本研究基于施药性能仿真试验台，在不同回流比例下对压力波动特性进行了理论研究与试验研究。结果表明，压力波动值与回流比例之间有直接的关系；在相同回流比例下，关闭的喷头数目越多，管路中的压力波动量越大；在不同回流比例条件下，最佳的回流比例是3：2。建议小型回流控制施药机械采用该回流比例值。