[发明专利]基于变频机组的草坪喷头非圆形喷洒的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于节水灌溉喷灌系统中变量喷洒变频机组的关键技术，特别是变频机组的草坪喷头非圆形喷洒的控制方法。

背景技术

由于全圆或扇形旋转式喷头工作可靠，价格便宜，目前已成为全世界广泛使用的节水喷灌设备，但对于矩形或异形地域，这种喷头在喷洒时容易产生超喷、漏喷或重复喷现象，造成水资源的浪费或喷洒面不完全。为解决这一问题，国内外学者提出了在旋转式喷头上实现变域喷洒的若干途径和方法，较为典型的是在摇臂喷头进水口加装一定形状的截流片，当需要喷射距离小于喷头最大射程时，通过调节动静截流片的面积来损失多余的能量，使喷射距离缩短，进而达到变域喷洒的目的。可见这类方法均以牺牲能量为代价。

采用变频调速技术改变泵的转速，使泵供给压力满足喷头旋转在不同时间内所需压力，达到节水节能的效果。喷头旋转一周压力的变化直接关系到射程的变化，因此对于变频机组的草坪喷头非圆形喷洒的控制方法很有意义。

经检索，相关内容公开发表的报道有：农业工程学报“节水灌溉系统变频控制的节能研究”(2002年第4期)、农业机械学报“喷灌量与喷灌形状的精确控制方法及技术”(2004年第2期)、中国农机化“旋转喷头的水压周期控制与非圆形灌域的实现”(2004年第6期)，其研究主要为变频调速技术的节能、交换与处理喷头转角射程等数据和发出执行信号、控制电机转速实现矩形喷洒域，本发明专利与上述文献的根本区别在于，在一个周期下喷头旋转实现非圆形喷洒域的控制方法，使多周期运行时保证无面积重叠现象。

发明内容

为了实现非圆形喷洒域喷洒，采用变频调速技术改变喷头进口供给压力，本发明的目的在于，提供一种变频机组中草坪喷头非圆形喷洒的控制方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种基于变频机组的草坪喷头非圆形喷洒的控制方法，其特征在于，设草坪喷头旋转360度的时间为t₁；当喷头旋转360度后由于草坪喷头限位装置反向旋转，开始第二个控制周期，由于反向过程中存在时间延时，设延时时间为t₂，通过测量喷头的转速并计算得到t₁，t₂通过测量得到，则压力变化周期时间t＝t₁+t₂；以草坪喷头为对象，首先旋转喷头使喷嘴对准最大射程位置为喷头起始点，通过调节阀门测量不同工作压力下喷头的射程将射程与压力关系式以及角速度代入喷洒边界方程得到该型号喷头喷洒非圆形地域时的工作压力与时间的变化关系；采用变频器调节电机频率，测量在不同变频器频率下的喷头工作压力，得到变频器频率与喷头工作压力的关系式；将变频器频率与工作压力的关系式代入工作压力与时间的关系式，得到变频器频率与时间的关系，将变频器频率与时间的关系式作为t₁时间内的输入函数；当喷头旋转角度为360度时，将变频器频率与时间的关系式作为t₂时间内的输入函数；喷头的供给频率值保持该状态下的值不变；将频率函数输入变频机组的控制软件，实现草坪喷头变频机组的控制。函数的输入及输出采用labview软件进行，这样就保证了喷头在多周期控制下，实现非圆形喷洒域喷洒，位置控制精确，实现了节水节能。

本发明的优点在于：采用理论关系推导、变频调速技术相结合的方法，解决了多周期控制下喷洒面积重叠问题，实现非圆形喷洒域喷洒，达到节水节能的效果，其确定方法简单实用，喷洒效果明显。

附图说明

图1变频机组草坪喷头非圆形喷洒控制方法流程图

图2喷头工作压力与射程关系曲线图

图3正方形喷洒域示意图

图4喷头进口压力与电机频率关系曲线图

图5变频机组结构简图

下面结合附图和发明人完成的具体实例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明是一种基于变频机组草坪喷头非圆形喷洒的变压周期确定方法，以美国雨鸟公司S3504草坪喷头为例，采用变频机组实现非圆形喷洒域喷洒，流程图如图1所示，该方法的步骤包括：