王大帅 张俊雄 李 伟 熊 斌 张顺路 张文强

(中国农业大学工学院， 北京 100083)

植保无人机动态变量施药系统设计与试验

王大帅 张俊雄 李 伟 熊 斌 张顺路 张文强

(中国农业大学工学院， 北京 100083)

针对我国植保无人机施药系统控制方式单一，施药流量无法根据飞行参数自动调整造成的雾滴分布不均匀、重喷、漏喷等问题，设计了基于ARM架构单片机的施药控制系统，提出基于PWM(脉宽调制)的施药流量控制方法，采用多传感器融合技术，实现施药参数的实时动态监测。设计了基于LabVIEW的地面站控制软件，实现对施药系统的远程控制和作业数据存储。基于3CD-15型单旋翼无人机平台对动态变量施药系统实际作业性能及施药效果进行了测试。试验结果表明，在飞行速度为0.8～5.8 m/s时，该动态变量施药系统可实现施药流量与飞行速度自动匹配，实际流量与理论流量之间平均偏差为1.9%，实际施药作业优选飞行速度为3.91～5.10 m/s，此时有效喷幅为5 m，雾滴覆盖密度为18～41个/cm2，变异系数为34%～75%，雾滴沉积量为42.1～52.4 μg/cm2。

无人机； 变量施药； 飞行速度； 脉宽调制； 流量

引言

影响植保无人机施药效果的因素具有多样性，集中在施药系统参数、飞行参数和环境参数等[1-2]方面，国内外学者对此进行了相关研究。FRITZ等[3-4]研究了气象条件和喷头类型对航空施药雾滴沉积和雾滴飘移的影响，指出风速是影响两者最显著的因素。BOUSE[5]用气流模拟飞机喷雾作业环境，针对不同类型的喷嘴进行了雾滴沉积效果测试，结果显示喷嘴喷雾压力、喷雾角度及飞机飞行速度对施药效果影响显著。……