双通道斜置式撒肥叶片单圆盘离心式变量撒肥机设计与试验OA

撒肥是农业生产的重要环节,提高撒肥均匀性在保证作物产量与品质的同时也减少对环境造成的污染。针对单通道直线式撒肥叶片撒出肥料分布均匀性差等问题,设计了一种双通道斜置式撒肥叶片的单圆盘离心式变量撒肥机,采用模糊PID算法开发双变量撒肥控制系统,可依据实时信息实现落肥量与撒肥幅宽的同时调节。通过分析肥料颗粒在叶片前端、后端和空气中的受力情况,构建肥料颗粒运动学模型,确定叶片最佳参数,以实现肥料均匀分布。基于离散元法建立撒肥仿真模型,分别进行单因素试验与正交试验并进行响应面分析。试验结果表明:在落肥口开度8°,叶片偏角0.42°,叶片斜角16.22°,圆盘转速450 r/min,前进速度1.1 m/s时,肥料分布状态达到最佳,此时肥料分布均匀性变异系数为18.7%,撒肥有效幅宽为10.96 m。进行台架试验与田间试验,对仿真试验结果与双变量撒肥控制系统性能进行验证,结果表明:台架试验与仿真试验的肥料分布均匀性变异系数平均误差为0.24%,说明离散元法可准确模拟撒肥过程;肥料分布均匀性变异系数为24.5%,肥料施用控制精度为90.7%,总排肥量稳定性系数为94.6%,单位面积施肥量误差为19.8%,满足农艺要求。该研究结果为提高撒肥均匀性及精准变量施肥技术研究提供重要参考。