模块化智能型电动喷雾器的设计（全套含CAD图纸）
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1一个树状多支结构模型式程序的线性运动主动喷雾喷洒机的设计农业工程处，KARDINAALMERCIERLAAN92,3001比利时鲁汶摘要文件的第一部分，一个多体系统的运动线性方程已经确立。在这一部分，这种方法是被用作计算由10个部分组成的喷涂机的运动计算方程的。吏罗拉式是轮胎是典型的轮胎。给确定低通滤波品质的轮胎长度轮胎接触地面也被考虑。通过一个直接承袭于多体模型的更小的示范模型，在一个带回路恢复功能的高斯线性二次法的帮助下悬浮式喷雾设计出来。液压驱动拖拉机通过在对面旋转喷雾吊杆来抵消拖拉机的意外旋转，这样喷嘴与田间作物间的距离仍然在可接受的范围内。在模拟实验中，通过在规范化轨道上驾驶喷雾机，有偿和无偿喷雾吊杆运动产生，并相应压缩了的部分喷雾产生。符号AC气缸净面积平方米CD因次流量系数G真实植物模型GO象征植物模型GA非确定结构化添加剂GM非确定结构化添加剂HOO卡尔曼滤波器及被评估的植物输出的开环传递矩阵（环路增益,回报率）HOS卡尔曼滤波的开环传递矩阵1引言农业生产遭受严重的由昆虫，杂草和病虫害带来的损失。由于世界人口的成倍增长，作物保护已成为世界上最重要的学科领域，用以提高生产力和作物产2量。传统的植保分类方法分为五类化学、生物、农艺、机械、生物物理技术1。化学防治方法目前最常使用。因为其特有的高效率，操作的简单性以及宽广的范围除草剂、杀虫剂可使用同一机器。这些化学物质溶解于液体载体由拖拉机带动的喷雾吊杆进行大面积喷洒。目前倾向于使用浓缩剂喷洒小喷量技术，化学药剂的成本上升，化学污染的日益严重需要更精密的，尽可能在大面积土地均匀喷洒液体的喷洒机械的出现。喷雾方式的不当主要是由于不同的水力设备之间的压力、喷嘴糟糕的状况、驾驶拖拉机时速度不均、风况，最后也是很重要的，喷杆在垂直方向的无用的震动偏移。由于土地状况所引起的拖拉机车身的不平衡导致了喷杆的不良动作，直接导致农作物和喷嘴之间的垂直距离不断改变，导致了不规则分布喷雾的现象。当工作速度较髙，使农业机械的使用更剧烈、，震荡现象更加明显，如果土地状况恶劣，拖拉机的影响更大。所有这些负面效应将加大阐述喷雾模型参数的难度。2显然，补偿无用的喷杆移动是比以往更加有趣和具有挑战性的研究领域。此外,，提供稳定的喷杆使化学药剂更接近于植物，使风力的负面影响大大减少。拖拉机的振动能够由一个被动或主动的悬浮喷杆来相应的削减。静态悬浮装置由不需要电源的液压缸、联通器和阻尼组成。被动3，4或主动减振器47由一个或多个驱动器、感应器、信号传感器、滤波器、监察人、钟摆补偿组成，为了减轻拖拉机上的喷杆不良滚动，这项课题已经被认知。主动方式是用古典频域技术设计的典型的单输入单输出反馈控制系统。在主动系统中，液压驱动电液阀总是使用的，因为通常液体动力由拖拉机带动。红外线或超声波检测装置，安装在喷杆上监测喷嘴和地面的垂直距离。托马斯已经详细描述了这些传感器的特点和动态特征8。在70年代末和80年代，控制学专家融合了最佳的古典理论和现代技术，研制出新的控制理论。在这个新理论中，健全的补偿，必须满足某些假设的稳定性和性能标准，将开发有关“HYDROTRACK”喷洒机械，在DELANO公司工程车间组装（图1。线性二次高斯法与回路转换复原法LQG/LTR方法将用来作为控3制系统的设计工具。反馈系统通过一个液压器使喷杆在相反的方向抵消拖拉机轧旋的不良运动，这种距离在喷嘴和大田作物间仍然是可接受的范围。2喷洒机械的运动方程HYDROTRACK喷雾机，由10个机构组成焊接构架上的驾驶室、一个140L的油箱，88万千瓦的电机，一个喷杆，正在组建的后面的两个车轮与前轴展开两个前轮。固定在上框的涤纶液体储罐，拥有最大容量为3000L。臂总长度可相差21和36米。在应用中，臂的长度等于27米。四个轮子的直径一样为134米，HYDROSTATICALLY四个驱动波克兰液压马达等。拖拉机位于轮子上方较高处，以防止在化学喷雾期间田间作物因机械碰触而损伤。拖拉机驾驶室，袖箱和汽车休息橡胶垫保证拖拉机框架的六个自由度。在前轴悬架有一个三角结构。球形接头里的一个侧滑自由度被阻断，连接一个顶点的轴与下垫面的拖拉机帧。其他顶点携带前轮。两个氮加载短跑盆充当弹簧阻尼系统，均放置在前轴和拖拉机底盘附近前轮以增加乘坐舒适性。压力阻尼器会自动适应不断变化的喷洒机重量，以保持拖拉机机箱关于领域内的一个恒定的水平。喷射臂是装在拖拉机的钢架的后方摆机制必须抑制不良的拖拉机的滚动图2。主动悬架系统是放置在硬性规定上的拖拉机的喷杆和钢框之间的液压缸来获取的。该机构装置共计31个自由度DOF相对于土壤的拖拉机底盘有4图2喷雾机臂悬架和驱动器的背面6DOF；关于底盘驾驶室、油箱和发动机总计18DOF，喷杆有一个转动自由度，前轴有一个转动和上下的自由度（DOF，每一个车轮有一个上下的DOF。上述四个液压驱动车轮受制于一个引进的虚构扭传动刚度与每个轮子的传动阻尼。轮胎与地面的接触长度决定了轮胎上的低通滤波器品质，这取决于轮胎所要承受的重量，这些已经被考虑在内。两个位移传感器红外线或超声波固定在喷杆的嘴部用来测量喷嘴和土壤或田间作物之间的垂直距离。各个喷洒机器的零件已经在工厂地板上在机器组装期间被测量了。实测数据已经输入LEXIGRAPHIC，一款三维的CADCAMCAE操作软件系统。机器的10个机构部件的机械参数尺寸、重心、质量惯性矩和产品的惰性已经被汇集到UNIGRAPHICS里面。其他的型号参数弹簧刚度、阻尼常数由实验室测量或提供货物的厂商直接给出。由于拖拉机的全部质量大大下降，在室外的土地上喷洒操作，一个充满液体的把罐、一个半满的液体储_及一个空储罐底盘的模型参数已经计算出。与地面接触的轮胎长度已经适应这三种情形。计算公式分别解释了文章中的关于三个不同容量罐体的一部分线性运动方程。状态空间的转换，它们所代表系统的70个状态62个状态来自于矢量二阶模式和当使用CROWELL轮胎模型时的8个代表轮胎动态时纵向和横向状态的。这种状态，是用来在物理结构设计过程中，并在模拟阶段评价真实模型，取代机电液补偿的。5喷雾机的一个半满罐系统矩阵详载于附录。读者也许为便于标记这个矩阵，会将拖拉机驾驶室、汽车的油箱的18个DOF移取不予考虑，因为它们是无关的自由度问题。在这种情况下，代表喷杆的转动的自由度是广义拉格朗日坐标Q7。设计参数和必要的测量数据，在文档中详细描述了9。3动态的液压装置忽视伺服驱动器和动态反馈系统的破坏。其系统方程应该把喷洒机的状态方程的。由两个辅助状态与状态的变量和PB可得到106汽缸的油容积AC已经增加了一倍，这是考虑到油在液压管道中的可压缩性和泄露情况。4LQG/LTR方法的总结用LQGL/LTR方法设计的这种补偿器，要求一个具有代表性的空间状态的标称模型。一台基于LQG的补偿器包括一个卡尔曼过滤器和一个调节器。测量信号通过估计未知状态的卡尔曼过滤器传送出去。被估计的和直接地测量的状态通过传动器由调节器产生驱动信号S。在无限旧时间不变的情况下，双重性原则和分离原则允许我们计算调节增益矩阵K和卡尔曼增益矩阵K，独立地彼此又相似的规程11，只要等式4是可以成立和计算求解的。这意味着无法控制和/或不可预见的模式逻辑4应渐近趋于稳定。因为只有测量，此应用可以被视为一种输出反馈系统过滤器相反的状态反馈系统的所有状态测量和反馈，而不用直接观察。由于这个原因，应该在调节之前设计卡尔曼滤波器的逻辑。全状态反馈LQ控制器的相位幅度至少为60纯相位变动的60可能同时被容忍在各种没有疏松的稳定输入渠道里增益幅度无限大增益在每个输入通道可以增加无限大在不考虑疏松的稳定前提下15坏处增益边缘反增益在每个频道的投入至少可以减少1/2或8分贝16。然而，这些令人印象深刻的稳定性不太容易保证，尤其在实施最佳观测时。幸的是，存在着已设计的调整程序能充分恢复稳定性差的全状态反馈系统17。75标称模型在复杂的机制中所描述的大型模型和众多的状态下设计补偿器期间，设计者常常釆用如下两种模型一种详细的评估模型或真实的模型代替真实的物理过程的阶段进行模拟，另外一种是一个较小的设计模型或象征模型通常是从评价模型，即使用综合补偿器。这个做法是根本的基于模型的补偿器开发的当控制系统设计技术被运用，为了保持卡尔曼过滤器的维度可接受。LQG/LTR方法属于那个小组，因为植物的标称模型将被合并在估计缺掉状态的植物在控制活动期间的卡尔曼过滤器。一个标称模式应该从评估的模式中导出来，以一贯的方式，即设计模型必须尽可能小，以维护尽可能多的信息。真正的模型，从一个半满罐的HYDROTRACK，看起来似乎是最可行的选择减少的模型中导出。在这项研究中，减少模型可以遵循的结构输出分布矩阵C附录，这表明，只有拖拉机的旋转运动和喷杆，代表广义拉格朗日坐标仏和扔，都属于实测输出。因此听起来逻辑保留而必及其衍生物，连同仏和巧，作为状态的设计模型。被减少的标称模型的准确性与六个状态附录）由确认它的输入输出页与原物的输入输出页评估模型进行比较。图3显示PG在整个频率范围内，均表现出完美的雷同，唯一的例外是由截短拖拉机模式所导致的约20RAD1的小偏差。6结论一个详细的线性化的模型操作在由典型的CROWELL模型代表的喷洒机器，由MULTIBAND方法在第本文的的第一部分的概述中导出。虽然标称模型的6个状态直接地从大拖拉机模型中推论出来，而不是使用被提炼的平衡的减少技术，但它依然显示拥有一个充足的精确度。以这些模型，由于LQG/LTR方法的内在质量，喷杆的活跃悬浮成功地被设想了。严格的性能指标都容易得到满足，而不釆用成型滤波器，补偿器保留慢响应对大型拖拉机大量变动和恢复的稳定边际创造对非模型动摇的有些免疫能输入系统的动态现象作动器输入。同时，也表明强壮性测试针对非结构化模型的不8确定性是必要的，它们的成功应用是坚决通过提供可靠的评价模型得到的。9喷洒应用机械喷雾器的基本单位和心脏是液体泵。因此，首先需要研究和确定液体泵的一些运行参数。正如所有雾化技术一样，都需要外加的能源进行对液体的解体作用，以完成雾化。航空股和旋转式雾化在能源供应乘飞机或离心力实现了雾化。水栗是常用这些技术已获得均匀效果的。但对于液压喷嘴压力的气溶胶液体雾滴由泵或压缩天然气）作为能量来源。栗的类型泵机可以分为正面位移和非正面的类型。第一种形式来取代具体的液体体积空气）的革命。这意味着一些压力从阀释放，或者压力控制装置使用未被利用的回水缸进行喷雾操作。容积式泵还将借助低真空，因此，也不会要求充填泵或将它与下面的液体为首，然后开始抽水。非正面的泵主要是离心），不需绕道阀，不需要自己抽空气，但一般有更长的寿命比正面水泵，需要装修接近旋转部件10和受到快速磨损尤其磨料悬浮或湿粒子。AMODELLINGPROCEDUREFORLINEARIZEDMOTIONSOFTREESTRUCTUREDMULTIBODIES2DESIGNOFANACTIVESPRAYBOOMSUSPENSIONONASPRAYINGMACHINEHRAMONANDJDEBAEDEKERKUJUVENILIA,DEPARTMENTOFAGRICULTURALENGINEERING,KARDINAALMERCIERLAAN923001LEUVEN,BELGIUMRECEIVED26AUGUST1994ABSTRACTINPART1OFTHEPAPER,THELINEARIZEDEQUATIONSOFMOTIONOFAMULTIBANDSYSTEMHAVEBEENESTABLISHEDINTHISPART,THEMETHODISUSEDTOCOMPUTETHEEQUATIONSOFMOTIONOFASPRAYINGMACHINECONSISTINGOF10BODIESAYRESAREREPRESENTEDBYTHETYREMODELOFAROLLATHECONTACTLENGTHTYREGROUNDWHICHDETERMINESTHELOWPASSFILTERINGQUALITYFORTHEAYRES,ISALSOTAKENINTOACCOUNTTHROUGHASMALLERNOMINALMODELTHATHASBEENDERIVEDDIRECTLYFROMTHEMULTIBANDMODEL,ANACTIVESPRAYBOOMSUSPENSIONISDESIGNEDWITHTHEAIDOFTHELINEARQUADRATICGAUSSIANMETHODWITHLOOPTRANSFERRECOVERYAHYDRAULICACTUATORCOUNTERACTSUNDESIREDROLLINGOFTHETRACTORBYROTATINGTHESPRAYBOOMINTHEOPPOSITEDIRECTION,SUCHTHATTHEDISTANCEBETWEENTHESPRAYNOZZLESANDTHEFIELDCROPSREMAINSWITHINANACCEPTABLERANGEINTHESIMULATIONS,COMPENSATEDANDUNCOMPENSATEDSPRAYBOOM11MOTIONSAREGENERATEDBYDRIVINGTHEMACHINEOVERSOMEINCOMPRESSIBLESTANDARDIZEDTRACKSANDCORRESPONDINGSPRAYDEPOSITDISTRIBUTIONSAREGENERATEDNOTATIONACNETAREAOFTHECYLINDERM2CDDIMENSIONLESSDISCHARGECOEFFICIENTGTRUEPLANTMODELGONOMINALPLANTMODELGAADDITIVEUNSTRUCTUREDUNCERTAINTIESGMADDITIVEUNSTRUCTUREDUNCERTAINTIESHOOOPENLOOPTRANSFERMATRIXOFTHEKALGANFILTERANDPLANTEVALUATEDALTHEOUTPUTLOOPGAIN,RETURNRATIOHOSOPENLOOPTRANSFERMATRIXOFTHEKALGANFILTERNNIDENTITYMATRIX1INTRODUCTIONAGRICULTURALPRODUCTIONSUFFERSSEVERELOSSESFROMINSECTS,PLANDISEASESANDWEEDSOWINGTOANEXPONENTIALLYGROWINGWORLDPOPULATION,CROPPROPROTECTIONHASBECOMEONEOFTHEMOSTIMPORTANTFIELDOPERATIONSTOINCREASEPRODUCTIVITYANDCROPYIELDCURRENTMETHODSOFPLANTPROTECTIONARECLASSIFIEDINFIVECATEGORIESCHEMICAL,BIOLOGICAL,AGRONOMICAL,MECHANICALANDBIOPHYSICALTECHNIQUES1CHEMICALCONTROLMETHODSARESTILTONMOSTFREQUENTLYUTILIZEDTHEIREFFICIENCYISLARGE,THEYAREEASYTOEMPLOYANDTHEYHAVEABROADSPECTRUMOFAPPLICATIONSHERBICIDES,PESTICIDES,INSECTICIDES,WHICHCANBEDELIVEREDBYTHESAMEMACHINERYTHESECHEMICALSAREDISSOLVEDINACARRIERLIQUIDWHICHISDISTRIBUTEDOVERTHEFIELDCROPSTHROUGHTRACTORSEQUIPPEDWITHASPRAYBOOMNEWTENDENCIESTOWARDSTHEUSEOFCONCENTRATEDSPRAYINGAGENTSSMALLVOLUMESPRAYINGTECHNIQUES,THERISINGCOSTOFCHEMICALSANDINCREASINGCONCERNOVERPOLLUTIONPRESSUREONTHEENVIRONMENTMORESQUESOPHISTICATEDSPRAYINGMACHINESWHICHHAVETOBEABLETOSPRAYTHELIQUIDASUNIFORMLYASPOSSIBLEACROSSTHEFIELDIRREGULARITIESINTHESPRAYPATTERNAREMAINLYACREACTEDBYPRESSUREVARIATIONSINTHEHYDRAULICEQUIPMENT,BADLYSETTUNEDSPRAYNOZZLES,AVARYINGDRIVINGSPEEDOFTHETRACTOR,WINDANDLAST,BUTNOTLEAST,BYUNWANTEDROLLINGANDTOALESSERDEGREEBYVERTICALTRANSLATIONSOFTHESPRAYBOOMBOTHBOOMMOTIONSARECAUSEDBYUNDESIREDMOVEMENTSOFTHETRACTORBODYTHATARCMAINLYEFFECTEDBYSOILROUGHNESSESASACONSEQUENCE,THEVERTICALDISTANCESBETWEENCROPSANDNOZZLESARECHANGEDCONTINUOUSLYWHICHRESULTSINANIRREGULARSPRAYDEPOSITCOISTRILABLUTIONHIGHERWORKVELOCITIES,MADEPOSSIBLEBYTHEUSEOFMOREPOWERFULAGRICULTURALMACHINES,EVENMAGNIFYVIBRATIONS,EFFECTEDBYSOILIRREGULARITIES,ONTRACTORANDIMPLEMENTALLTHESENEGATIVEEFFECTSONCHESPRAYPATTERNAREMORETHOROUGHLYEXPLAINEDINREF2OBVIOUSLY,COMPENSATIONOFUNWANTEDSPRAYBOOMMOTIONSBECOMEMORETHANEVERANINTERESTINGANDCHALLENGINGRESEARCHAREABESIDES,STABILIZEDSPRAYBOOMSOFFERTHEPOSSIBILITYOFDISPERSINGTHECHEMICALSCLOSERTOTHEPLANTSSOTHATNEGATIVEWIND,EFFECTSARESTRONGLYREDUCEDATTENUATIONOFTHEBOOMRESPONSETOTRACTORVIBRATIONSCANBEACCOMPLISHEDBYPASSIVEORACTIVEBOOMSUSPENSIONSPASSIVESUSPENSIONSAREACOMBINATIONOFSPRINGS,LINKSANDDAMPERSANDDONOTREQUIREAPOWERSUPPLYACTIVESUSPENSIONSCONSISTOFAPOWERSOURCE,ONEORMOREACTUATORS,SENSORS,SIGNALTRANSDUCERS,FILTERSANDCONTROLLERSPENDULUMCOMPENSATORSWITHPASSIVE3,4,ORACTIVEDAMPERS47,INORDERTOATTENUATEUNDESIRABLEROLLINGMOVEMENTSOFASPRAYBOOMONATRACTOR,HAVEALREADYBEENSTUDIEDTHEACTIVEVERSIONSARETYPICALEXAMPLESOFSINGLEINPUTSINGLEOUTPUTFEEDBACKCONROTLSYSTEMSWHICHAREDESIGNEDWITHCLASSICALARCFREQUENCYDOMAINTECHNIQUESINANACTIVESYSTEM,HYDRAULIC12ACTUATORSWITHELECTROHYDRAULICVALVESAREALWAYSUSED,BECAUSEFLUIDPOWERISNORMALLYAVAILABLEONTRACTORSULTRASONICORINFRAREDMEASUREMENTDEVICES,MOUNTEDONTHEBOOMTIPSMONITORTHEVERTICALDISTANCESBETWEENTHETIPSANDTHEGROUNDTHECHARACTERISTICSANDDYNAMICSOFTHESESENSORSAREFULLYDESCRIBEDBYTHOMAS8ATTHEENDOFTHE1970SANDDURINGTHE1980S,CONTROLSPECIALISTSDEVELOPEDANEWCONTROLTHEORYTHATBLENDSTHEBESTFEATURESOFCLASSICALANDMODERNTECHNIQUESINTHISRESPECT,AROBUSTCOMPENSATORTHATMUSLIMSATISFYSOMEPOSTULATEDROBUSTNESSANDPERCONFORMANCECRITERIA,WILLBEDEVELOPEDONTHESPRAYARCHINE“HYDROTRACK”，ASSEMBLEDATTHEENGINEERINGWORKSHOPOFTHECOMPANYDELANOFIG1THELINEARQUADRATICGAUSSIANMETHODWITHLOOPTRANSFERRECOVERYLQG/LTRMETHODWILLBEUSEDASACONTROLSYSTEMDESIGNTOOLTHEFEEDBACKSYSTEMSHOULDCOUNTERACTUNDESIGNEDTRACTORROLLINGBYROTAINGTHESPRAYBOOMINTHEOPPOSITEDIRECTIONTHROUGHAHYDRAULICACTUATOR,SUCHTHATTHEDISTANCEBETWEENTHESPRAYNOZZLESANDTHEFIELDCROPSREMAINSWITHINANACCEPTABLERANGE2EQUATIONSOFMOTIONOFTHESRRAVINWITHREGARDTOTHECHASSISINSUMISDOFFORTHECAB,THEFUELTANKANDTHEMOTOR,AROLLINGDOFOFTHESPRAYBOOM,AROLLINGANDPITCHINGCALOF,OFTHEFRONTAXLEANDFOREVERYWHEEL1PITCHINGDOFTHEROTATIONALDOFOFTHELINEARIZEDMOTIONSFORTREESTRUCTUREDEMBODIERSPART2FOURHYDROSTATICALLYDRIVENWHEELSARERESTRICTEDBYTHEINTRODUCTIONOFAFICTITIOUSTORSIONALDRIVELINESTIFFNESSANDDRIVELINEDAMPINGFOREACHWHEELTHECONTACTLENGTHTYREGROUNDWHICHDETERMINESTHEOUTPASSFILTERINGQUALITYOFCHEAYRESANDWHICHDEPENDSONTHEWEIGHTTHEAYRESHASTOBEAR,ISTAKENINTOACCOUNTTWODISPLACEMENTSENSORSINFRAREDORULTRASONICARCFIXEDONTOTHEBOOMTIPSANDREGISTERTHEVERTICALDISTANCETOTHESOIL,ORTHEFIELDCROPSEACHPARTOFTHESPRAYINGMACHINEHASBEENMEASUREDONCHEFACTORYFLOORDURINGTHEASSEMBLAGEPROCESSOFTHEMACHINETHEMEASUREDDATAHAVEBEENIMPORTEDINUNIGRAPHICS,ATHREEDIMENSIONALCAECADCAMSYSTEMTHEMECHANICALPARPETERSHAMOFTHE10BODIESINTHEMACHINEMASSESCENTREOFGRAVITY,MASSMOMENTSOFINERTIAANDPRODUCTSOFINERTIAHAVEBEENGENERATEDWITHINUNIGRAPHICSTHEOTHERMODELPARAMETERSSPRINGSTIFFNESS,DAMPINGCONSTANTSWEREMEASUREDATTHELABORATORYORWEREDISPOSEDBYKINDPERMISSIONOFTHEMANUFACTURERSSINCETHETOTALTRACTORMASSDECREASESCONSIDERABLYDURINGCHESPRAYINGOPERATIONINTHEFIELD,THEMODELPARAMETERSOFTHECHASSISHAVEBEENCALCULATEDFORAFULLLIQUIDTANK,AHALFFULLLIQUIDTANKANDANEMPTYLIQUIDTANKTHECONTACTLENGTHTYREGROUNDISADAPTEDTOTHESETHREEAITUNATIONSTHELINEARIZEDEQUATIONSOFMOTIONARECOMPUTEDWITHTHEFORMULAEXPLAINEDINPARTONEOFTHEPAPERFORTHETHREEDIFFERENTTANKCONTENTSTRANSFORMEDINTOTHESTATESPACE,THEYAREPARENTEDBYASYSTEMOF70STATES62STATESDERIVEDFROMTHEVECTORSECONDORDERMODELAND8STATESTHATREPRESENTTHELONGITUDINALANDLATERALTYREDYNAMICSWHENUSINGTHETYREMODELOFAROLLATHISSTATEEQUATIONISUSEDASANEVALUATIONORTRUEMODELTHATREPLACESTHEPHYSICAL14STRUCTUREDURINGTHEDESIGNOFTHEECTROPICHYDRAULICCOMPENSATOR,ANDINTHESIMULATIONPHASETHESYSTEMMATRICESOFTHESPRAYINGMACHINEWITHAHALFFULLTANKAREGIVENINTHEAPPENDIXTHEREADERSHOULDREMARKTHATFORTHEEASEOFPREPDENTINGTHEMATRICES,THE18DOFOFTHETRACTORCAB,THEMOTORANDTHEFUELTANKAREREMOVEDBECAUSETHEYAREIRRELEVANTTOTHEPROBLEMINTHISSITUATION,THEROLLINGDEGREEOFFREEDOMOFTHESPRAYBOOMISREPRESENTEDBYTHEGENERALIZEDGRANOLA运ANCOORDINATEQ1THEDESIGNPARAMETERSANDTHENECESSARYMEASUREDDATAARETHOROUGHLYDESCRIBEDINREF,9,3DYNAMICSOFTHEHYDRAULICDEVICESNEGLECTEDOVERVALUEANDACTUATORDYNAMICSCANDESTABILIZETHEFEEDBACKSYSTEMTHEIRSYSTEMEQUATIONSSHOULDTHEREFOREBEINCORPORATEDINTHESTATEEQUATIONSOFTHESPRAYINGMACHINETWOSUPPLEMENTARYSTATESWITHSTATEVARIABLESPAANDPBAREOBTAINED10INWHICH15THEOILVOLUMEINTHECYLINDERHASBEENDOUBLEDINORDERTOTAKEINTOACCOUNTTHECOMPRESSIBLEOILINTHEHYDRAULICCONDUITSANDHOSES4SUMMARYOFTHELQG/LTEMETHODTHECOMPENSATORISDESIGNEDWITHTHELQG/LTRMETHODTHATASKSFORASTATESPACEREPRESENTATIONOFTHENOMINALMODELANLQGBASEDCOMPENSATORCONSISTSOFAKALGANFILTERANDAREGULATORMEASUREMENTSIGNALSARESENTTHROUGHAKALGANFILTERWHICHESTIMATESTHEUNKNOWNSTATESTHEESTIMATEDANDDIRECTMEASUREDSTATESARCUSEDBYTHEREGULATORTHATGENERATESTHEACTUATORSIGNALSINTHEINFINITEHORIZONIHTIMEINVARIANTAITUNATION,THEDUALITYPRINCIPLEANDTHESEPARATIONPINSIPLEPERMITUSTOCALCULATETHEREGULATORGAINMATRIXK,ANDTHEKALGANFILTERGAINMATRIXEFINDEPENDENCEDECENTLYOFEACHOTHERWITHSIMILARPROCEDURES11,ASLONGASEAN4ISSTABILIZATIONANDDETECTABLETHISMEANSTHATTHEUNCONTROLLABLEAND/ORUNOBSERVABLEMODESOFEAN4SHOULDBEASYMPTOTICALLYSTABLESINCEONLYTHEOUTPUTISMEASURED,THISAPPLICATIONCANBECONSIDEREDASANOUTPUTFEEDBACKSYSTEMWITHFILTERCONTRARYTOASTATEFEEDBACKSYSTEMWHEREALLTHESTATESAREMEASUREDANDFEDBACKDIRECTLYWITHOUTOBSERVERFORTHATREASON,ITSOUNDSLOGICALTODESIGNTHEKALGANFILTERBEFORETHEREGULATOR16FIG4INPUTOUTPUTPGOFTHEEVALUATIONMODELWITHFULLTANKSOLIDLINEANDEMPTYTANKDASHEDLINETOMODIFYKCORTHEPGOFH00BYMANIPULATIONOFTHESTATEWEIGHTINGANDCONTROLWEIGHTINGMATRICESQANDR,EQUIVALENCELOOPSHAPETECHNIQUESCANBEUSED13AFULLSTATEFEEDBACKLQCONTROLLERHASAPHASEMARGINOFATLEAST60PUREPHASECHANGESOF60CANBETOLERATEDINEACHINPUTCHANNELSIMULTANEOUSLYWITHOUTLOOSINGSTABILITYANDAGAINMARGINOFINFINITELYTHEGAININEACHINPUTCHANNELCANBEINCREASEDINFINITELYWITHOUTLOOSINGSTABILITY15THEDOWNSIDEGAINMARGINAGAINSTGAINREDUCTIONSINEACHINPUTCHANNELISATLEAST1/2OR8DBHOWEVER,THESEIMPRESSIVESTABILITYMARGINSARCNOTGUARANTEEDANYMOREINANOPTIMUMOBSERVERBASEDIMPLEMENTATIONFORTUNATELY，THEREEXISTSADESIGNADJUSTMENTPROCEDURETORECOVERTHESTABILITYMARGINSOFTHEFULLSTATEFEEDBACKSYSTEM175NOMINALMODEJLDURINGTHEDESIGNOFCOMPENSATORSONCOMPLEXMECHANISMSWHICHARCDESCRIBEDBYLARGEMODELSWITHNUMEROUSSTATES,THEDESIGNEROFTENEMPLOYSTWOTYPESOFMODELSADETAILEDEVALUATIONMODELORTRUEREMAINSWITHINTHEBOUNDARYOF士L5V,WHICHISONLY13OFITSTOTALRANGEFIG10，THEPRESSUREINCHAMBERAOFTHEACTUATORFLUCTUATESBETWEEN26BARAND236BARFIG1ITHISREPRESENTSMORETHAN70OFTHEACCEPTABLEPRESSURERANGEWHICHARGUESFORTHECHOSENSAFETYMARNOF士20，000从HOWTHECULTIMATETARGETOFREDUCINGIRREGULARITIESINTHESPRAYDEPOSITDISTRIBUTIONISREACHED,ISSHOWNINTABLE3ANDFIG12THEOVERAPPLICATIONISDECREASEDFROM350TO105IDEAL100ANDTHEUNDERAPPLINGCATION,WHICHISWORSTINTHEMIDDLEBETWEENTHESPRAYNOZZLES,ISINCREASEDFROM0TO9610CONCLUSIONSADETAILEDLINEARIZEDMODELOFANOPERATIONALSPRAYINGMACHINEINWHICHTHEAYRESAREREPRESENTEDBYTHETYREMODELOFAROLLA,HASBEENDERIVEDWITHTHEMULTIBANDMETHODOUTLINEDINPAN1OFTHEPAPERALTHOUGHTHENORMALIZEMODELOF6STATESWASDIRECTLYDEDUCEDFROMTHELARGETRACTORMODEL,INSTEADOFUSINGMOREREFINEDBALANCEDREDUCTIONTECHNIQUES,ITISSHOWNTOPOSSESSASUFFICIENTPRECISIONWITHTHESEMODELSANACTIVESUSPENSIONOFASPRAYBOOMHASBEENCONCEIVEDSUCCESSFULLYOWINGTOTHEINTRINSICQUALITIESOFTHELQG/LTRMETHODCITRINGENTPERFORMANCESPECIFICATIONSAREEASILYFULFILLEDWITHOUTTHEINTRODUCTIONOFSHAPINGFILLERS,THECOMDISPENSATORREMAINSINSENSITIVETOLARGETRACTORMASSVARIATIONSANDTHERECOVERED17STABILITYMARGINSCREATEACERTAINIMMUNITYTOMODELEDDESTABILIZINGDYNAMICPHENOMENAWHICHCOULDENTERTHESYSTEMATTHEACTUATORINPUTITISALSODEMONSTRATEDTHATMODELWHICHREPLACESTHEREALPHYSICALPROCESSTURINTHESIMULATIONPHASEANDASMALLERDESIGNMODELCNOMINALMODELTHATISNORMALLYDERIVEDFROMTHEVALUATIONMODELANDTHATISUSEDTOSYNTHESIZETHCOMPENSATORTHISPROCEDUREISESSENCIA】WHENCORROTLSYSTEMDESIGNTECHNIQUESARCUTILIZEDFAYCHICMODELBASEDCOMPENSATORSARCDEVELOPED,INORDERTKEEPTHEDIMENSIONSOFTHEKALGANFILTERACCEPTABLETHELQG/LTRMETHODBELONGSTOTHATGROUP,SINETHENOMINALMODELORTHEPLANTWILLBEINCORPORATEINTHEKALGANFILLERWHICHESTIMATESTHEMISSINGSAUOFTHEPLANTDURINGTHECONTROLACTIONANOMINALMODELSHOULDBEDERIVEDFROMTHEEVALINATIONMODELINACONSISTENTWAYWHICHMEANSTHATTHDESIGNMODELMUSTBOASSMALLASPOSSIBLEWITHPRISCIANNATIONOFASMUCHINFORMATIONASPOSSIBLETHEKRUMODELDERIVEDFROMTHEHYDROTRACKWITHAHAIRFTANK,SEEMSTOBETHEMOSTPLAUSIBLECHOICEFORMODREDUCTIONINTHISSTUDY,THEMODELREDUCTIONCANTGUIDEDBYTHESTRUCTUREOFTHEOUTPUTDISTRIBUTEDMATRIXCAPPENDIXWHICHINDICATESTHATONLYTHROLLINGANGULARROTATIONOFTHETRACTORANDSPRAYBOONREPRESENTEDBYTHEGENERALIZEDLAGRANGIANCOORDINALANDQ7YAREPARTOFTHEMEASUREDOUTPUTITTHEREFORESOUNDSLOGICALTORETAINQANDANDTHEIRDERIVATIVETOGETHERWITHPAANDPHASSTATESINTHEDESIGNMODETHEACCURACYOFTHEREDUCEDNOMINALMODELWITHSISLATESAPPENDIXISVALIDATEDBYCOMPARINGITSINPUTOUTPUTPGWIXOMTHEINPUTOUTPUTPGOFTHEORIGINSEVALUATIONMODELFIGURE3DEMONSTRATESTHATBOTHPCSHOWAPERFECTSEMBLANCEOVERTHEENTIREFREQUENCERANGE,WITHTHEEXCEPTIONOFASMALLDEVIATIONAROUND20RADS1CAUSEDBYTRUNCATEDTRACTORMODESAGROBUSINESSTESTSAGAINSTUNSTRUCTUREDMODELSINCERITYDAINTIESARENECESSARYBUTTHEIRSUCCESSFULAPPLICATIONISSTRONGLYDETERMINEDBYTHEAVAILABILITYOFARELIABLEEVALUATIONMODELREFERENCES1NJ,NINILCHIKLF,POPOFFANDVASANPAKU，AGRICULTURALMACHINESTHEORYOFOPERATION、COMPUTATIONOFCONTROLLINGPARAMETERSANDTHECONDITIONOFOPERATIONAABALK,ROTTERDAM19862MJACQUES,DYNAMICBEHAVIOURORSPRAYBOOMSANDTHERESULTLESSSPRAYLIQUIDDISTRIBUTIONOFSELDSPRAYERS,MSCTHESISKUJUVENILIA,BCLUM1983INDUTCH3AR,FROSANDIAGALLIVANT,VERIFICATIONOFAANATHEMATICALMODELFORAPASSIVESPRAYBOOMSUSSEXSIONJAGRICENGLANDRES34,24525519864JA,GALLIVANT,VERIFICATIONOF
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