2.自動精準灌溉施肥機控制系統(tǒng)
2.1控制系統(tǒng)組成
控制系統(tǒng)由灌溉水與肥液供給控制系統(tǒng)組成。其中，肥液供給控制系統(tǒng)由抽吸肥液用的文丘里施肥器、控制電磁閥、傳感器(主要測定PH值、EC值等)和混合罐、肥料罐組成，如圖2所示。
2.2控制系統(tǒng)原理
肥液罐里的高濃度肥液經(jīng)過濾器后由文丘里施肥器注入到混合罐，肥料泵從混合罐抽出肥液輸送進入灌溉主管道中，同時設置支管連接注肥器，作為注肥器的進水管。設置EC測量儀檢測主水管道
中的肥液濃度，將檢測得到的濃度值反饋到單片機與設定值進行比較，根據(jù)信號差值通過控制電磁閥開關脈沖寬度調(diào)節(jié)施肥量，使主管道中的肥液濃度值與設定值保持一致，酸堿度的調(diào)節(jié)與肥液濃度調(diào)節(jié)類似。
2.3控制系統(tǒng)運行
當設定條件或土壤水分探測儀探測到需灌水時，打開肥料泵使其工作，借用穩(wěn)壓閥使主管道中的灌溉水恒壓流動，灌溉水經(jīng)過管道1流向灌水器進行灌水作業(yè);當需要施肥時，打開文丘里吸肥管和通往混合罐管路的電磁閥，啟動肥料泵，一部分灌溉水經(jīng)過管道1和2流向管道3和4，給混合灌補水，同時灌溉水流經(jīng)文丘里管產(chǎn)生負壓，把液肥從肥料桶吸出流向混合罐，已經(jīng)混合充分的肥液在肥料泵的加壓作用下進入管道1流向灌水器進行施肥水作業(yè)。流入混合罐的水流是沿切向流入的，故液肥與混合罐中的水能夠很好地混合。混合罐安裝了液位控制閥，會在混合罐中的水位達到設定值時自動關閉混合罐與補水管道之間的通道，當混合罐中的液位下降時自動打開。
為了能實時高精度地檢測混合罐中肥液的EC值和PH值，在肥料泵的出水口處引出一路水流2,同時在此檢測PH值和EC值。單片機控制程序得到PH值和EC值傳感器的檢測值后，根據(jù)先前設定的肥料配比，計算發(fā)出吸肥管路電磁閥開關脈沖寬度指令，通過控制電磁閥的開關時間，使混合液中的肥料配比保持在限定的范圍之內(nèi)。
2.4灌水總量、施肥量和肥液配比以及肥液混合控制
2.4.1灌水總量的控制
系統(tǒng)對灌水總量采用獨立控制，由于主管道內(nèi)灌溉水恒壓流動，灌水總量與灌溉時間成正比，單片機通過控制閥門開關時長控制灌水總量。
2.4.2施肥量和肥液配比的控制
施肥控制必須完成兩種控制，即肥液配比控制和施肥量控制。采用時序控制的方式，即可較準確地控制施肥量和肥液配比。同樣，由于主管道內(nèi)灌溉水恒壓流動，施肥量與灌溉時間成正比，通過控制時間來控制施肥量，即也用控制閥門開關時長控制施肥量。
2.4.3肥液混合系統(tǒng)控制原理
由于控制系統(tǒng)的電磁閥僅有開關兩種工作狀態(tài)，又因為混合罐中的肥液混合具有在線性，因此肥液混合系統(tǒng)也具有實時、延遲和不確定等特性，系統(tǒng)的滯后和慣性極大，采用傳遞函數(shù)的原理很難確定，所以肥液混合系統(tǒng)采用模糊控制法。
