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作者：李加念;陈胜浩;张亚军;王国旋;吴卓远;
单位：昆明理工大学现代农业工程学院;
摘要：针对现有水肥精量调控装置在中小型农业应用中面临的电力依赖性强、成本高昂等问题，设计了一种重力注入式水肥在线自动混合装置，主要由以STM32F103C8T6单片机为核心的控制器、3个母液罐、混合腔、2个流量计、3个脉冲电磁阀等组成。装置依据母液重力自流注入混合腔与灌溉水混合的原理，采用按种类依次分时轮作的混肥方式，可实现1～3种肥料母液的水肥在线混合。对于每种肥料母液采用周期性两级迭代动态调控策略，基于母液自流注入时间的脉冲电磁阀PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)控制，按照预设施肥浓度与施肥量自动配比水肥溶液。试验结果表明：(1)母液注入量与时间呈二次多项式关系，母液自流瞬时速度与时间呈线性关系，其决定系数R~2=0.999;(2)单个电磁阀PWM周期的母液注入量控制误差≤4.30%;(3)周期性两级迭代动态调控策略的各时序时长为T=8 s、T2=T4=0.5 s、T1/T3=第一/二级调控的调控时间，且T1+T2+T3+T4≤T;(4)样机实测的在线混肥时最大质量分数误差为0.11%。
关键词：混肥装置;;重力注入;;自动混合;;肥液浓度;;调控策略
基金资助：国家自然科学基金项目(52069008);; 云南省重大科技专项(202302AE090024);; 云南省基础研究专项(202101AT070113)
