一种变量喷雾控制方法、装置及系统与流程

技术特征：
1.一种变量喷雾控制方法，其特征在于，包括：步骤s1，获取喷雾喷头实时的压力和流量；步骤s2，根据所述压力，采用前馈补偿的压力闭环模糊控制法，调节所述喷雾喷头的实时流量，直至所述喷雾喷头的当前压力与目标压力之间的误差小于第一误差阈值；步骤s3，采用实时自适应的喷头压力与喷头流量控制法，继续调节所述喷雾喷头的实时流量；步骤s4，获取实时顷喷量，采用基于实时顷喷量反馈的顷喷量控制法，继续调节所述喷雾喷头的实时流量，直至调整后的实时顷喷量与目标顷喷量之间的误差小于第二误差阈值；步骤s5，迭代执行上述步骤s1至步骤s4，直至完成喷雾任务。2.根据权利要求1所述的变量喷雾控制方法，其特征在于，所述步骤s2，具体包括：基于梯度下降法，通过对各种型号的喷雾喷头对压力控制滞后的测量，构建滞后量对比表；根据所述滞后量对比表，设计模糊控制器；将所述当前压力和所述目标压力输入至所述模糊控制器，以实现基于实时压力与目标压力的分级控制。3.根据权利要求2所述的变量喷雾控制方法，其特征在于，所述分级控制，具体包括：步骤s21，确定所述当前压力和所述目标压力之间的压力误差；步骤s22，根据所述压力误差，预测压力滞后量和脉冲宽度调制的占空比；步骤s23，将所述压力滞后量与目标压力之和作为实际目标压力；步骤s24，根据所述占空比和所述实际目标压力，采用脉冲宽度调制的方法调节所述喷雾喷头的实时流量；步骤s25，迭代执行上述步骤s21至所述步骤s24，直至所述喷雾喷头的当前压力与目标压力之间的误差小于第一误差阈值。4.根据权利要求1所述的变量喷雾控制方法，其特征在于，所述步骤s3，具体包括：根据所述压力、所述流量、标准压力范围，以及标准喷头与标准压力范围对应的标准流量，获取喷头校正系数；根据所述喷头校正系数，继续调节所述喷雾喷头的实时流量。5.根据权利要求1所述的变量喷雾控制方法，其特征在于，所述步骤s4，具体包括：s41，根据所述实时顷喷量与目标顷喷量之间的顷喷量误差；s42，采用逐次逼近法，通过调节所述喷雾喷头的实时流量，实现对喷雾过程中所述实时顷喷量的调整；s43，所述逐次逼近法的时间单元是根据所述顷喷量误差与所述喷雾喷头的当前压力确定的；s44，迭代执行上述步骤s41至步骤s43，直至调整后的实时顷喷量与目标顷喷量之间的误差小于第二误差阈值。6.根据权利要求5所述的变量喷雾控制方法，其特征在于，所述逐次逼近法的时间单元的计算公式为：
其中，δt为所述时间单元，k为所述时间单元的校正系数，f为所述当前压力，e为所述顷喷量误差。7.一种变量喷雾控制装置，其特征在于，包括：数据采集单元，用于获取喷雾喷头实时的压力和流量；第一控制模块，用于根据所述压力，采用前馈补偿的压力闭环模糊控制法，调节所述喷雾喷头的实时流量，直至所述喷雾喷头的当前压力与目标压力之间的误差小于第一误差阈值；第二控制模块，用于采用实时自适应的喷头压力与喷头流量控制法，继续调节所述喷雾喷头的实时流量；第三控制模块，用于获取实时顷喷量，采用基于实时顷喷量反馈的顷喷量控制法，继续调节所述喷雾喷头的实时流量，直至调整后的实时顷喷量与目标顷喷量之间的误差小于第二误差阈值；迭代控制模块，用于迭代控制所述上述数据采集单元、所述第一控制模块、所述第二控制模块和所述第三控制模块的迭代运行，直至完成喷雾任务。8.一种变量喷雾控制系统，其特征在于，包括：喷雾喷头、控制器以及与所述控制器连接的变量控制阀、流量传感器和压力传感器；所述流量传感器和所述压力传感器均设置于所述变量控制阀与所述喷雾喷头相连的管道中；所述流量传感器用于实时采集所述喷雾喷头的实时流量；所述压力传感器用于实时采集所述喷雾喷头的实时压力；所述控制器用于执行以下步骤：步骤s2，根据所述压力，采用前馈补偿的压力闭环模糊控制法，调节所述喷雾喷头的实时流量，直至所述喷雾喷头的当前压力与目标压力之间的误差小于第一误差阈值；步骤s3，采用实时自适应的喷头压力与喷头流量控制法，继续调节所述喷雾喷头的实时流量；步骤s4，获取实时顷喷量，采用基于实时顷喷量反馈的顷喷量控制法，继续调节所述喷雾喷头的实时流量，直至调整后的实时顷喷量与目标顷喷量之间的误差小于第二误差阈值；步骤s5，迭代执行上述步骤s2至步骤s4，直至完成喷雾任务。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述变量喷雾控制方法步骤。10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述变量喷雾控制方法步骤。

技术总结
本发明提供一种变量喷雾控制方法、装置及系统，该方法包括：根据喷雾喷头实时的压力，采用前馈补偿的压力闭环模糊控制法，调节喷雾喷头的实时流量，直至喷雾喷头的当前压力与目标压力之间的误差小于第一误差阈值；采用实时自适应的喷头压力与喷头流量控制法，继续调节喷雾喷头的实时流量；获取实时顷喷量，采用基于实时顷喷量反馈的顷喷量控制法，继续调节喷雾喷头的实时流量，直至调整后的实时顷喷量与目标顷喷量之间的误差小于第二误差阈值。本发明提供的变量喷雾控制方法、装置及系统，采用双闭环双模糊自适应的变量喷雾控制方法，能克服解决变量喷洒作业过程中喷头不同压力性能差异等对喷洒精度的影响，有效地提高了变量喷洒控制装置的精度。控制装置的精度。控制装置的精度。


技术研发人员：秦五昌 孟志军 张光强 尹彦鑫 梅鹤波 郭树霞 罗长海
受保护的技术使用者：北京农业智能装备技术研究中心
技术研发日：2021.06.04
技术公布日：2021/10/7