實驗簡介

小麥變量施肥是精細(xì)農(nóng)業(yè)的典型作業(yè)種類和重要內(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、機械設(shè)計等知識體系為一體的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科前沿領(lǐng)域，可服務(wù)多個專業(yè)和課程，體現(xiàn)了學(xué)科交叉融合和專業(yè)特色。項目面向農(nóng)業(yè)電氣化、農(nóng)業(yè)機械化及其自動化、自動化等專業(yè)學(xué)生的《自動控制原理》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)科交叉融合與專業(yè)特色、具備高仿真實驗運行結(jié)果。項目將依托優(yōu)勢學(xué)科的資金支持計劃，依托虛擬仿真教學(xué)創(chuàng)新聯(lián)盟和西部對口援建的高校推廣計劃，依托農(nóng)機行業(yè)培訓(xùn)的社會服務(wù)與推廣計劃，持續(xù)推進智能農(nóng)業(yè)裝備前沿技術(shù)在虛擬仿真實驗項目中的應(yīng)用，促進教學(xué)、行業(yè)應(yīng)用與技術(shù)創(chuàng)新的融合發(fā)展。

設(shè)計原則

實驗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、變量施肥實施方案及性能測試。其中“播量控制策略的設(shè)計”模塊是播種施肥作業(yè)終端執(zhí)行機構(gòu)的技術(shù)靈魂，“施肥處方圖”模塊是為播種施肥機開展追肥作業(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)性能測試”模塊是在“播量控制策略的設(shè)計”模塊和“變量施肥處方圖”模塊的支撐下的綜合測試平臺，完成對“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)部各實驗項目的安排上遵循由淺入深、由簡至繁和層次遞進的原則，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程技術(shù)問題的能力，并使學(xué)生在具體實驗方法、實驗手段和實驗設(shè)備的應(yīng)用與學(xué)習(xí)過程中，達到認(rèn)知行業(yè)、熟悉專業(yè)、掌握前沿知識與技能的目的。

實驗?zāi)康?/b>

播量控制策略設(shè)計

（1）了解外槽輪式播種施肥機的典型結(jié)構(gòu)和工作原理；

（2）學(xué)習(xí)并掌握直流電機驅(qū)動模型的實驗建模方法；

（3）學(xué)習(xí)并掌握直流電機轉(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)性能測試

（1）了解旋耕播種施肥一體機的整機結(jié)構(gòu)和作業(yè)要求；

（2）了解基于反射光譜測量的施肥機整機結(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施要求；

（4）學(xué)習(xí)并掌握播種施肥機作業(yè)性能評價體系和評價方法。

實驗要求

通過整機模型和關(guān)鍵部件的分離模型（電機驅(qū)動機構(gòu)，外槽輪播種施肥器），認(rèn)知播種施肥機的典型結(jié)構(gòu)，通過動畫演示播種施肥機的工作原理。

按照實際測量電機開環(huán)模型的方法，通過實驗方式獲取模型的開環(huán)響應(yīng)曲線，根據(jù)所測數(shù)據(jù)確定出模型參數(shù)，要求在每一種測試條件下，重復(fù)3次實驗，至少開展兩種不同的測試條件下（采用兩種不同的電機驅(qū)動電壓）的實驗。

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