基于键合图理论的间歇式精准喷施系统喷雾压力动态特性
投稿时间:2020-12-03    点此下载全文
引用本文:张校康,温浩军,陈金成,张惠,纪超.基于键合图理论的间歇式精准喷施系统喷雾压力动态特性[J].中国农业大学学报,2021,26(8):162-172
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张校康 石河子大学 机械电气工程学院, 新疆 石河子 832000
农业农村部西北农业装备重点实验室, 新疆 石河子 832000 
1903597012@qq.com 
温浩军 石河子大学 机械电气工程学院, 新疆 石河子 832000
农业农村部西北农业装备重点实验室, 新疆 石河子 832000 
 
陈金成 新疆农垦科学院机械装备研究所, 新疆 石河子 832000
农业农村部西北农业装备重点实验室, 新疆 石河子 832000 
 
张惠 新疆农垦科学院机械装备研究所, 新疆 石河子 832000
农业农村部西北农业装备重点实验室, 新疆 石河子 832000 
 
纪超 新疆农垦科学院机械装备研究所, 新疆 石河子 832000
农业农村部西北农业装备重点实验室, 新疆 石河子 832000 
jicobear@163.com 
基金项目:兵团中青年科技创新领军人才计划项目(2018CB010);国家重点研发计划项目(2016YFD0200705);“兵团英才”第二周期第二层次培养计划
中文摘要:为解决传统喷施系统农药利用率低的问题,设计基于双阀控制的精准间歇式喷施系统。针对喷施系统多能域相互耦合的特点,采用键合图方法建立系统状态方程,并基于20-sim键合图仿真平台进行仿真计算,得到不同压力工况下的喷雾压力动态特性。试验研究喷施系统在0.2、0.3和0.4 MPa压力下喷头的喷雾压力动态特性,并采用轮廓分析统计学方法研究仿真结果的准确率。试验结果表明:车速为0.8 m/s,作物间距20 cm,作物茎叶覆盖直径10 cm情况下,间歇式精准喷施系统的喷雾准确率>89%,仿真计算与试验结果最大相合置信水平为0.088。基于键合图理论建立的数值模型能够很好的预测间歇式精准喷施系统的喷雾压力动态特性。
中文关键词:键合图  状态方程  精准喷雾  数值计算
 
Dynamic characteristics of the spraying pressure for a precise intermittent spraying system using bond graph theory
Abstract:In order to overcome low usage of the traditional spraying system, a precise intermittent spraying system using double valve control was proposed in this study. In view of the coupled multi-energy domains in the spraying system, the spraying dynamics under different pressures was simulated using 20-sim bond graph simulation platform. The spraying system was constructed to test the spraying pressure dynamic characteristics of the nozzle under three different pressures(0. 2, 0. 3 and 0. 4 MPa), and profile analysis was applied to evaluate the accuracy of simulation results. The test results showed that the spraying system had an accuracy over 89% when the vehicle speed was 0. 8 m/s, the crop spacing was 20 cm and diameter of the crop coverage was 10 cm. The maximum confidence level of the simulation calculation for the test results was 0. 088. Therefore, the numerical model based on the bond graph theory can achieve a good performance of predicting the spraying pressure dynamic characteristics.
keywords:bond graph  equation of state  precision spraying  numerical calculation
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