實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介
小麥變量施肥是精細(xì)農(nóng)業(yè)的典型作業(yè)種類(lèi)和重要內(nèi)容，是當(dāng)前現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向，是集信息采集、電氣控制、機(jī)械設(shè)計(jì)等知識(shí)體系為一體的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科前沿領(lǐng)域，可服務(wù)多個(gè)專(zhuān)業(yè)和課程，體現(xiàn)了學(xué)科交叉融合和專(zhuān)業(yè)特色。項(xiàng)目面向農(nóng)業(yè)電氣化、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化、自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)學(xué)生的《自動(dòng)控制原理》或《控制工程基礎(chǔ)》課程，其特色為：顯化學(xué)科前沿研究領(lǐng)域、體現(xiàn)學(xué)科交叉融合與專(zhuān)業(yè)特色、具備高仿真實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果。項(xiàng)目將依托優(yōu)勢(shì)學(xué)科的資金支持計(jì)劃，依托虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新聯(lián)盟和西部對(duì)口援建的高校推廣計(jì)劃，依托農(nóng)機(jī)行業(yè)培訓(xùn)的社會(huì)服務(wù)與推廣計(jì)劃，持續(xù)推進(jìn)智能農(nóng)業(yè)裝備前沿技術(shù)在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的應(yīng)用，促進(jìn)教學(xué)、行業(yè)應(yīng)用與技術(shù)創(chuàng)新的融合發(fā)展。
設(shè)計(jì)原則
實(shí)驗(yàn)整體可以分成三大模塊：工作原理及結(jié)構(gòu)認(rèn)知、播量控制策略設(shè)計(jì)、變量施肥實(shí)施方案及性能測(cè)試。其中“播量控制策略的設(shè)計(jì)”模塊是播種施肥作業(yè)終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的技術(shù)靈魂，“施肥處方圖”模塊是為播種施肥機(jī)開(kāi)展追肥作業(yè)提供作業(yè)目標(biāo)的，是變量施肥作業(yè)的指揮部；“田間作業(yè)性能測(cè)試”模塊是在“播量控制策略的設(shè)計(jì)”模塊和“變量施肥處方圖”模塊的支撐下的綜合測(cè)試平臺(tái)，完成對(duì)“小麥播種，撒施底（基）肥”和“小麥追肥”兩不同生育階段的作業(yè)性能測(cè)試。
三大模塊之間相互關(guān)聯(lián)和支撐呼應(yīng)，模塊內(nèi)部各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排上遵循由淺入深、由簡(jiǎn)至繁和層次遞進(jìn)的原則，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題的能力，并使學(xué)生在具體實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用與學(xué)習(xí)過(guò)程中，達(dá)到認(rèn)知行業(yè)、熟悉專(zhuān)業(yè)、掌握前沿知識(shí)與技能的目的。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/b>
播量控制策略設(shè)計(jì)
（1）了解外槽輪式播種施肥機(jī)的典型結(jié)構(gòu)和工作原理；
（2）學(xué)習(xí)并掌握直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模型的實(shí)驗(yàn)建模方法；
（3）學(xué)習(xí)并掌握直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制方法；
（4）學(xué)習(xí)并掌握外槽輪式播量控制系統(tǒng)的控制策略。
施肥處方圖的生成
（1）了解作物冠層反射光譜信息與作物營(yíng)養(yǎng)狀況之間的關(guān)系；
（2）了解典型反射光譜儀的工作結(jié)構(gòu)與原理；
（3）學(xué)習(xí)并掌握反射光譜指數(shù)的獲取方法；
（4）學(xué)習(xí)并掌握施肥處方圖的生成方法。
田間作業(yè)性能測(cè)試
（1）了解旋耕播種施肥一體機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)和作業(yè)要求；
（2）了解基于反射光譜測(cè)量的施肥機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)和作業(yè)要求；
（3）熟悉精確播種和變量施肥的概念和實(shí)施要求；
（4）學(xué)習(xí)并掌握播種施肥機(jī)作業(yè)性能評(píng)價(jià)體系和評(píng)價(jià)方法。
實(shí)驗(yàn)要求
通過(guò)整機(jī)模型和關(guān)鍵部件的分離模型（電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，外槽輪播種施肥器），認(rèn)知播種施肥機(jī)的典型結(jié)構(gòu)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示播種施肥機(jī)的工作原理。
按照實(shí)際測(cè)量電機(jī)開(kāi)環(huán)模型的方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式獲取模型的開(kāi)環(huán)響應(yīng)曲線(xiàn)，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)確定出模型參數(shù)，要求在每一種測(cè)試條件下，重復(fù)3次實(shí)驗(yàn)，至少開(kāi)展兩種不同的測(cè)試條件下（采用兩種不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓）的實(shí)驗(yàn)。
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