基于變頻調(diào)速的草坪噴頭變域噴灑周期確定方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于流體機械噴灌系統(tǒng)中變域噴灑控制系統(tǒng)的關鍵技術，特指采用變頻調(diào)速技術實現(xiàn)草坪噴頭變域噴灑開環(huán)控制時的周期確定方法。首先通過改變變頻器輸出頻率，測量不同噴頭入口壓力下噴頭射程與周期的關系，擬合周期-射程曲線，并根據(jù)噴灑域形狀的邊界方程計算變域噴灑時的周期T0；以此周期值為初始設定值輸入控制器，使噴頭進行變域噴灑，測量噴頭的周期為T1，再以T1為設定值測量T2，重復進行，直到測量值為Ti(i≥2)，且(Ti-Ti-1)·(Ti-1-Ti-2)＜0，則取(Ti+Ti-1)/2作為周期精確值，能夠更好地適應多周期變域噴灑時噴灑域形狀不變形、不繞噴頭旋轉(zhuǎn)的要求，該方法快速、精確，提高了確定周期的效率。
【專利說明】基于變頻調(diào)速的草坪噴頭變域噴灑周期確定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于流體機械噴灌系統(tǒng)中變域噴灑控制系統(tǒng)的關鍵技術，特指采用變頻調(diào)速技術實現(xiàn)草坪噴頭變域噴灑開環(huán)控制時的周期確定方法。
【背景技術】
[0002]我國水資源匱乏，大力發(fā)展節(jié)水灌溉是解決我國農(nóng)業(yè)用水短缺的根本出路。采用異形域噴頭噴灑，能顯著提高組合間距和降低重疊系數(shù)，能減少單位面積的噴灌設備和降低工程造價，具有明顯的節(jié)水意義。
[0003]基于變頻調(diào)速的異形域噴灌系統(tǒng)采用現(xiàn)代電力電子技術和變流變壓運行理論，不僅能根據(jù)不同地形進行噴灑，而且由于提高了噴灌組合間距，減少了單位面積的噴頭數(shù)量，也降低了機組的配套功率，具有明顯的節(jié)能意義。
[0004]經(jīng)檢索，農(nóng)業(yè)機械學報“旋轉(zhuǎn)噴頭變壓節(jié)能供水變域噴灑控制策略與試驗”(2010年第12期)，提出了一種實現(xiàn)噴頭變域噴灑的開環(huán)控制策略和通過試驗設定控制規(guī)律的方法，由于噴頭在不同壓力下的旋轉(zhuǎn)周期不同，其噴頭的旋轉(zhuǎn)速度采用工作壓力范圍內(nèi)噴頭旋轉(zhuǎn)速度的平均值，但由于異形域噴灑時噴頭工作壓力點的分布不均勻，即對不規(guī)則形狀各壓力點在噴灑周期中所占的時間不易確定，因此不能通過有限個噴頭壓力與周期的對應數(shù)據(jù)進行簡單的平均計算確定周期，否則將產(chǎn)生噴頭變域噴灑設定周期與實際周期存在較大誤差而導致多周期變域噴灑失效。
[0005]經(jīng)檢索，中國專利第CN101716563A號公開了 “基于變頻機組的草坪噴頭非圓形噴灑的控制方法”，其中，用一個固定值作為噴頭轉(zhuǎn)速，該值用測量方法得到，但是由于圓形噴灑時噴頭的周期與異形域噴灑時的周期有明顯差值，如采用圓形噴灑時的周期進行控制將不能得到好的噴灑效果，而如果想測量正方形噴灑時的平均轉(zhuǎn)速又必需有一個初始設定的周期才能使控制器進行正方形噴灑，這個初始設定的周期不易確定。
[0006]本發(fā)明專利與上述文獻的根本區(qū)別在于，把異形域噴灑時噴頭的旋轉(zhuǎn)過程看做是不均勻的，通過噴頭做圓形噴灑時測量的數(shù)據(jù)進行積分計算，得到異形域噴灑時的較精確的周期，然后以這一周期為設定值進行變域噴灑，在試驗中校正周期，最快可以在2次試驗后確定周期，大大提高了試驗效率和變域噴灑控制的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是，提供一種采用變頻調(diào)速技術實現(xiàn)草坪噴頭變域噴灑開環(huán)控制時的周期確定方法，以迅速、精確地找到異形域噴灑時的噴灑周期，同時，當系統(tǒng)參數(shù)相同，而改變噴灑域形狀時，可以根據(jù)相同的測量數(shù)據(jù)進行計算和試驗，從未迅速地確定噴灑周期。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明采取如下的技術方案:
[0009]首先通過改變變頻器輸出頻率，測量不同噴頭入口壓力下噴頭射程與周期的關系，擬合周期-射程曲線，并根據(jù)噴灑域形狀的邊界方程計算變域噴灑時的周期Ttl ；以此周期值為初始設定值輸入控制器，使噴頭進行變域噴灑，測量噴頭的周期為T1，再以T1為設定值測量T2，重復進行，直到測量值為Ti (i≥2)，且(T1-1V1).(Th-1V2) <0，則取(Ti+T1-l)/2作為周期精確值。
[0010]通過改變變頻器的輸出頻率測量不同噴頭入口壓力下噴頭射程與周期的關系時，某次改變變頻器輸出頻率時，噴頭的入口壓力的變化不能超過改變壓力前的10 %，且變域噴灑時噴頭的入口壓力范圍應包含在所測壓力點范圍內(nèi)；擬合的周期-射程曲線的相關系數(shù)應大于0.95;測量Ti (i ^ I)時，應測量至少5圈的周期平均值。
[0011]根據(jù)噴灑域形狀的邊界方程計算變域噴灑時的周期Ttl通過式(I)解得
[0012]
【權利要求】
1.一種變頻調(diào)速實現(xiàn)草坪噴頭變域噴灑的周期確定方法，其特征在于，首先通過改變變頻器輸出頻率，測量不同噴頭入口壓力下噴頭射程與周期的關系，擬合周期-射程曲線，并根據(jù)噴灑域形狀的邊界方程計算變域噴灑時的周期Ttl;以此周期值為初始設定值輸入控制器，使噴頭進行變域噴灑，測量噴頭的周期為T1，再以T1為設定值測量T2，重復進行，直到測量值為Ti (i≥2)，且(T1-1V1).(Th-TV2) <0，則取(Ti+T1-l)/2作為周期精確值。
2.如權利要求1所述的變頻調(diào)速實現(xiàn)草坪噴頭變域噴灑的周期確定方法，其特征還在于，通過改變變頻器的輸出頻率測量不同噴頭入口壓力下噴頭射程與周期的關系時，某次改變變頻器輸出頻率時，噴頭的入口壓力的變化不能超過改變壓力前的10 %，且變域噴灑時噴頭的入口壓力范圍應包含在所測壓力點范圍內(nèi)；擬合的周期-射程曲線的相關系數(shù)應大于0.95;測量1\(1 ≥ I)時，應測量至少5圈的周期平均值。
3.如權利要求1所述的變頻調(diào)速實現(xiàn)草坪噴頭變域噴灑的周期確定方法，其特征還在于，所述的根據(jù)噴灑域形狀的邊界方程計算變域噴灑時的周期Ttl通過式(I)解得
【文檔編號】B05B9/04GK103551269SQ201310601850
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年11月26日
【發(fā)明者】顧哲, 湯躍, 湯玲迪, 陳超, 李紅 申請人:江蘇大學