吉林大學(xué)工程仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗室設計出一種新型的農藥噴灑系統。應用這種新系統噴灑農藥，可有效提高農藥投放精確度、降低農藥使用成本，從而保護環(huán)境，保證農產(chǎn)品品質(zhì)，并且由于新系統對操作者的專(zhuān)業(yè)技能要求低，相對更適應我國國情。該研究為國家“863”高技術(shù)研究發(fā)展計劃和“十一五”國家科技支撐計劃資助項目。

　 農藥作為農產(chǎn)品病蟲(chóng)草害防治最為有效的手段，直接影響著(zhù)農產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。投入不當，不僅增加農產(chǎn)品生產(chǎn)成本，而且會(huì )破壞周?chē)h(huán)境的生態(tài)平衡。但是，到目前為止，我國大部分農村地區在農田病蟲(chóng)草害防治過(guò)程中，沒(méi)有考慮病蟲(chóng)草害的空間變異性，仍采用常量噴灑方式。隨著(zhù)生活水平的提高，農藥過(guò)量使用對人體和環(huán)境造成的危害日漸引起人們的關(guān)注。因此，為了有效防治農田病蟲(chóng)草害，提高農產(chǎn)品品質(zhì)，國內外農學(xué)專(zhuān)家以及相關(guān)領(lǐng)域學(xué)者設計出一系列變量噴藥控制系統。

　 目前，根據變量噴藥控制系統變量控制實(shí)施途徑不同可將該類(lèi)控制系統分為兩大類(lèi)：即基于機器視覺(jué)的變量噴藥控制系統和基于處方圖的變量噴藥控制系統。與基于機器視覺(jué)的變量噴藥控制系統相比，基于處方圖的變量噴藥控制系統構造簡(jiǎn)單，對操作人員專(zhuān)業(yè)技能要求低，更適于我國農業(yè)智能裝備發(fā)展現狀。但是由于其本身局限性，影響了該類(lèi)系統的更高發(fā)展。因此，吉林大學(xué)工程仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗室以設計出一套基于處方圖的新型變量噴藥控制系統。并于2009年6月在吉林省榆樹(shù)市弓棚鎮13號村3號地進(jìn)行玉米出苗后四葉一心期的玉米地變量噴藥田間試驗，試驗面積1.07公頃。試驗結果表明：在20米×20米作業(yè)網(wǎng)格內，噴藥機以4.2千米/小時(shí)速度工作，噴藥處方量在465 ~600公斤/公頃范圍內變化時(shí)，采用該系統完成變量噴藥作業(yè)，自動(dòng)控制工作模式下，設定的噴藥處方量與測得的噴藥處方量間相對誤差最大值為4.94%，最小值為1.13%。相同作業(yè)條件，手動(dòng)控制工作模式下，設定的噴藥處方量與測得的噴藥處方量間相對誤差最大值為4.91%，最小值為2.05%。分析產(chǎn)生誤差的主要原因是電動(dòng)調節閥動(dòng)作滯后的特性所致。由于電動(dòng)調節閥動(dòng)作的滯后性屬機械鑄造中不可避免的固有特性，且控制系統對噴頭噴藥量控制誤差≤5%，進(jìn)一步表明該系統性能穩定、軟硬件設計合理。

　 該系統具有自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和試驗標定三種工作模式，以及系統作業(yè)參數實(shí)時(shí)記錄功能。當該系統配以相應的噴藥機進(jìn)行變量噴藥作業(yè)時(shí)，操作人員可借助觸摸屏選擇該系統的工作模式。中央處理器根據所選的工作模式采集相應的傳感器信號，換算處理后，輸出響應指令控制變量執行器動(dòng)作，實(shí)現變量噴藥作業(yè)。

　 這項研究成果刊登在《農業(yè)工程學(xué)報》2010年第26卷第4期上，題為“基于A(yíng)RM的變量噴藥控制系統設計”第一作者為生物與農業(yè)工程學(xué)院博士研究生王利霞，通訊作者為張書(shū)慧教授。