JP6606277B2 - 航空機噴霧制御装置、航空機噴霧制御方法、及び、航空機噴霧システム - Google Patents

Description

本発明は、農業植物保護技術分野に関し、特に、航空機噴霧制御装置、航空機噴霧制御方法、及び、航空機噴霧システムに関する。

航空機中の噴霧システムは飛行状態で動作し、航空機は飛行状態で外部環境の干渉を受けやすいので、航空機の飛行速度を一定に保持しにくい。農薬を噴霧する過程に、航空機が所定の飛行速度に達しようとすると、必ず加速段階が必要であって、農地最後まで噴霧した場合や噴霧を終了する過程には、必ず減速段階が必要であるので、ポンプモータ及び／又はノズルモータが一定の速度で回転する状況で上述した状況が発生すると、航空機が農薬を噴霧する時、農薬を均一に噴霧することができない、という問題が発生してしまう。

本発明の目的は、ポンプモータとノズルモータが目標回転速度を保持しつつ農薬噴霧の均一性に対する飛行要素の影響を低減できる航空機噴霧制御装置、航空機噴霧制御方法、及び、航空機噴霧システムを提供することにある。

上記目的を実現するため、本発明の実施例は以下の技術案を提供する。

本発明の実施例の第１の態様によると、航空機噴霧制御装置は、マイクロコントローラとポンプモータ駆動手段を含み、前記マイクロコントローラは、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とを取得して、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とに基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得て、ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋを読み出して、単位時間あたりの各前記ノズルの目標噴霧量Ｑと前記ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋとに基づいて、ポンプモータの目標回転速度ｎを得て、前記ポンプモータ駆動手段を制御して前記ポンプモータを駆動させて前記ポンプモータの目標回転速度ｎで回転させ、ノズルの噴霧を制御するように構成される。

そして、前記ポンプモータ駆動手段は、前記ポンプモータがポンプを制御して対応するノズルへ農薬を供給するように、ポンプモータを駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるように構成される。

本発明の実施例の第１の態様に基づいて、本発明の実施例の第２の態様によると、上述した本発明の実施例の第１の態様に係わる航空機噴霧制御装置に応用される航空機噴霧制御方法において、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とを取得し、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とに基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得て、ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋを読み出して単位時間あたりの各前記ノズルの目標噴霧量Ｑとポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋとに基づいて、ポンプモータの目標回転速度ｎを得て、ポンプモータ駆動手段を制御してポンプモータを駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させ、ポンプモータがポンプを制御して対応するノズルへ農薬を供給してノズルが噴霧するようにノズルの噴霧を制御することを含む航空機噴霧制御方法を提供する。

本発明の実施例の第１の態様に基づいて、本発明の実施例の第３の態様によると、上述した本発明の実施例の第１の態様に係わる航空機噴霧制御装置を含み、前記マイクロコントローラに航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とを送信するように構成されたフライトコントローラをさらに含む噴霧システムを提供する。

本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御装置によると、以下のような有益な効果を実現できる。

本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御装置において、ポンプモータの回転速度はポンプモータの目標回転速度ｎであって、ポンプモータの目標回転速度ｎはマイクロコントローラが航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とに基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得た後、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑとポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋとに基づいて得たものであるので、ポンプモータの目標回転速度ｎは航空機の飛行情報を参照したものであって、ポンプモータの目標回転速度ｎをリアルタイムに調節することで、ポンプモータ駆動手段によってポンプモータを駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させて、ポンプモータが位置するポンプが対応するノズルへ供給する農薬量を調節し、農薬噴霧の均一性に対する飛行要素の影響を低減することができる。

図１は、本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御装置の構造を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御装置のポンプ回転速度の調節を示すフローチャートである。 図３は、本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御装置のノズル回転速度の調節を示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施例で提供する航空機噴霧システムの構造を示すブロック図である。 図５は、本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法を示すフローチャート１である。 図６は、本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法を示すフローチャート２である。 図７は、本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法を示すフローチャート３である。 図８は、本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法を示すフローチャート４である。 図９は、本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法を示すフローチャート５である。

本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御装置、航空機噴霧制御方法、及び、航空機噴霧システムをさらに説明するため、以下、図面を参照して詳しく説明する。

図１と図２に示すように、本発明の実施例は、航空機噴霧制御装置を提供する。この制御装置は、マイクロコントローラ１とポンプモータ駆動手段２を含み、マイクロコントローラ１の出力端はポンプモータ駆動手段２の入力端に接続される。

ここで、マイクロコントローラ１は、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とを取得して、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とに基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得るように構成され、また、ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋを読み出して、単位時間あたりの各前記ノズルの目標噴霧量Ｑと前記ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋとに基づいて、ポンプモータの目標回転速度ｎを得て、前記ポンプモータ駆動手段を制御して前記ポンプモータを駆動させて前記ポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるように構成され、ポンプモータ２０がポンプを制御して対応するノズルへ農薬を供給してノズルが噴霧するようにノズルの噴霧を制御するように構成される。尚、本発明の実施例で言う噴霧とは、ポンプが提供した薬液を噴霧対象へ噴霧することを指し、噴霧対象は農作物等としてもよい。

ポンプモータ駆動手段２は、ポンプモータ２０がポンプを制御して対応するノズルへ農薬を供給するように、ポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるように構成される。

ノズルは、高圧噴霧ノズル又は遠心噴霧ノズルとしてもよい。本発明の実施例において、ノズルは遠心噴霧ノズルであることができ、遠心噴霧ノズルはノズルモータを含み、ノズルモータはノズル中のプレートを高速回転させるように構成され、液体を高速回転させて液体が互いに衝突して遠心分離され、直径が非常に小さい霧の滴を形成する。

以下、図１と図２を参照して、本実施例で提供する航空機噴霧制御装置の実施過程を説明する。

Ｓ１１において、マイクロコントローラ１は、航空機の飛行情報と、航空機の予め設定された農薬噴霧情報とを取得する。

Ｓ１２において、マイクロコントローラ１は、航空機の飛行情報と、航空機の予め設定された農薬噴霧情報とに基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得る。

Ｓ１３において、マイクロコントローラ１は、ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋを読み出して、単位時間あたりの各前記ノズルの目標噴霧量Ｑと、ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋとに基づいて、ポンプモータの目標回転速度ｎを得て、ポンプモータ駆動手段２を制御してポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させ、ポンプモータ２０がポンプを制御して対応するノズルへ農薬を供給してノズルが噴霧するようにノズルの噴霧を制御する。

前記実施例で提供する航空機噴霧制御装置の可能な実施過程によると、ポンプモータ２０の回転速度がポンプモータの目標回転速度ｎであって、このポンプモータの目標回転速度ｎは、マイクロコントローラ１が航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とに基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得た後に単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑとポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋとに基づいて得たものであるので、ポンプモータの目標回転速度ｎが航空機の飛行情報を参照したものであって、ポンプモータの目標回転速度ｎをリアルタイムに調節することで、ポンプモータ駆動手段２によってポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させてそのポンプモータが位置するポンプ２０が対応するノズル３０に供給する農薬量を調節し、これにより、農薬噴霧の均一性に対する飛行要素の影響を低減させることができる。

尚、上記実施例中のポンプモータ２０はポンプに設けられて、ポンプへ動力を提供することができ、薬液を箱から抽出してノズルに供給することができる。ノズルは薬液を非常に小さい液滴粒子に霧化する。

そして、上記実施例中のポンプモータ駆動手段２の数量はポンプ数量に応じて設定されることができ、一つのポンプモータ駆動手段２が一つのポンプモータ２０の回転を制御してポンプにノズルへ薬液を搬送させることができ、そして、上記実施例中のポンプモータ駆動手段２が一つ設けられ、一つのポンプモータ駆動手段２が複数のポンプモータにそれぞれ接続されることもでき、この時、ポンプモータ駆動手段２は同時に複数のポンプモータ２０の回転を制御することができる。

上記実施例において、マイクロコントローラ１が航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報に基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得るステップを実現する方式は多様である。例えば、航空機の飛行情報を航空機の飛行速度Ｖを含むように設定し、予め設定された農薬噴霧情報を予め設定された農作物単位面積薬物接触量Ｍと予め設定された航空機の噴霧幅Ｈを含むように設定することができる。マイクロコントローラ１は、上記飛行情報を利用して、予め設定されたアルゴリズムＱ＝ＶＭＨ／ｍに従って単位時間あたりの各上記ノズルの目標噴霧量Ｑを得る。ここで、ｍはノズル数量である。

以下の３ステップを経て単位時間あたりの各上記ノズルの目標噴霧量Ｑを得ることができる。

第１ステップにおいて、マイクロコントローラ１が、航空機の飛行速度Ｖと予め設定された航空機の噴霧幅Ｈに基づいて、単位時間あたりの噴霧面積Ｓを得る。ここで、Ｓ＝ＶＨである。

第２ステップにおいて、マイクロコントローラ１が、単位時間あたりの噴霧面積Ｓと予め設定された農作物単位面積薬物接触量Ｍとに基づいて、単位時間あたりの航空機の総噴霧量Ｑ’を得る。ここで、Ｑ’＝ＭＳ＝ＶＨＭである。

第３ステップにおいて、マイクロコントローラ１が、単位時間あたりの航空機の総噴霧量Ｑ’とノズル数量ｍとに基づいて、単位時間あたりの各上記ノズルの目標噴霧量Ｑ＝ＶＭＨ／ｍを得る。

上記実施例において、マイクロコントローラ１はさらに、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑとポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋとに基づいて、ポンプモータの目標回転速度ｎ＝Ｑ／Ｋを得る。

尚、上記実施例中の航空機の飛行速度Ｖと、予め設定された農作物単位面積薬物接触量Ｍとを無人機中の他の装置、例えば、フライトコントローラがマイクロコントローラ１に送信することができ、予め設定された航空機の噴霧幅Ｈは通常、クライアントが入力する設定値又は無人機中の他の装置、例えばフライトコントローラがマイクロコントローラ１に送信したものである。そして、上記実施例中の１回転あたりの吐出量Ｋはポンプモータのパラメーターに基づいて設定する。

ここで、ポンプモータ２０の回転中に多くの不安定な要素が存在し、ポンプモータ２０の回転中に回転速度によく差異が発生するので、マイクロコントローラ１がポンプモータの目標回転速度ｎをポンプモータ駆動手段２に送信して、ポンプモータ駆動手段２を制御してポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるが、ポンプモータ２０の回転中にポンプモータ２０の回転速度に影響を与える不安定な要素が出現すると、実際の回転速度は目標回転速度ｎと異なることになる。

図１を参照すると、ポンプモータ２０がポンプモータの目標回転速度ｎで回転するように、上記実施例で提供する航空機噴霧制御装置は第１の回転速度検出手段６をさらに含み、マイクロコントローラ１に第１の制御手段５が設けられ、第１の回転速度検出手段６の入力端はポンプモータ２０に接続され、出力端は第１の制御手段５の入力端に接続され、第１の制御手段５の出力端はポンプモータ駆動手段２の入力端に接続される。

そして、第１の制御手段５は、ポンプモータの目標回転速度ｎと第１の回転速度検出手段６が収集したポンプモータの回転速度情報とに基づいて、ポンプモータ駆動手段２を制御してポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるように構成される。

一実施例において、第１の回転速度検出手段６が収集したポンプモータの回転速度情報はポンプモータの現在回転速度ｎ_ｉとポンプモータの前時刻の回転速度ｎ_ｉ−１を含み、第１の制御手段５は、ポンプモータの目標回転速度ｎ、ポンプモータの現在回転速度ｎ_ｉ及びポンプモータの前時刻の回転速度ｎ_ｉ−１に基づいて、第１の制御パルスのデューティ比を得て、第１の制御パルスのデューティ比に基づいて、ポンプモータ駆動手段２に第１の制御パルスを送信してポンプモータ駆動手段２を制御して第１の制御パルスに基づいてポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させる。

ここで、第１の制御パルスのデューティ比は、当該デューティ比をＤとすると、Ｄ＝（ｎ−ｎ_ｉ）Ｋ_ｐ＋（ｎ−ｎ_ｉ）Ｋ_ｉ＋［（ｎ−ｎ_ｉ）−（ｎ_ｉ−ｎ_ｉ−１）］Ｋ_ｄである。

なお、上式において、Ｋ_ｐはポンプモータ回転速度比例係数で、Ｋ_ｉはポンプモータ回転速度積分係数で、Ｋ_ｄはポンプモータ回転速度微分係数である。

上記第１の制御手段５によってポンプモータ駆動手段２０を制御してポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させる実例によると、第１の回転速度検出手段６はポンプモータの回転速度情報を収集して第１の制御手段５に送信することができ、第１の制御手段５、第１の回転速度検出手段６、ポンプモータ駆動手段２、ポンプモータ２０によって閉ループ制御を実現し、このような閉ループ制御を介して、第１の制御手段５がポンプモータの回転速度情報をリアルタイムにモニターし、受信したポンプモータの回転速度情報とポンプモータの目標回転速度ｎをパラメーターとして、第１の制御パルスのデューティ比（＝（ｎ−ｎ_ｉ）Ｋ_ｐ＋（ｎ−ｎ_ｉ）Ｋ_ｉ＋［（ｎ−ｎ_ｉ）−（ｎ_ｉ−ｎ_ｉ−１）］Ｋ_ｄ）によって、第１の制御パルスのデューティ比を得て、ポンプモータ駆動手段２が第１の制御パルスのデューティ比に対応する第１の制御パルスに基づいてポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させることができる。これにより、ポンプモータ２０の回転中にポンプモータの回転速度に影響を与える不安定な要素が出現した場合であっても、第１の制御手段５と第１の回転速度検出手段６によりポンプモータ駆動手段２を制御してポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させることができ、ポンプモータがポンプモータの目標回転速度ｎで回転するように保証できる。

尚、上述した第１の制御手段５がポンプモータ駆動手段２を制御してポンプモータ２０を駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させる例は例示的な一例で、これに限定されることはない。

マイクロコントローラ１が薬液を噴霧するようにノズルを制御することができるが、本発明の実施例においてノズルが遠心噴霧ノズルであることができ、即ち以下のような状況であることができる。ノズルが遠心噴霧ノズルである場合、ノズルモータ３０が一定の回転速度でも薬液を霧化することができるが、ポンプモータの目標回転速度ｎが取得される過程に航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報に関連つけられているので、航空機の飛行情報が変化された場合、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑが変化し、ポンプモータの目標回転速度ｎが変化し、ポンプモータの回転速度が変化した場合、ノズルから噴霧される薬液量も対応して変化し、ノズルのノズルモータの回転速度を対応して調節しないと、ノズルの霧化効果に影響を与えてしまう。

図１を参照すると、このような問題を解決するため、上記実施例で提供する航空機噴霧制御装置は、ノズルモータ駆動手段３をさらに含み、マイクロコントローラ１はさらに、ポンプモータの目標回転速度ｎが属する回転速度区間を確定して、上記回転速度区間に基づいて、ノズルモータの目標回転速度ｎ’を確定して、ノズルモータ駆動手段を制御して上記ノズルモータを駆動させて上記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる。

まず、例で説明する。ポンプモータの定格最高回転速度が９０ｒ／ｓで、即ち９０回転／秒で、予め設定された回転速度区間が０ｒ／ｓ〜３０ｒ／ｓ、３１ｒ／ｓ〜６０ｒ／ｓ、６１ｒ／ｓ〜９０ｒ／ｓの三つで、各回転速度区間がそれぞれ一つのノズルモータの目標回転速度ｎ’に対応するとする。ポンプモータの目標回転速度が３５ｒ／ｓであると、ポンプモータの目標回転速度ｎは二番目の回転速度区間にあって、ノズルモータの目標回転速度ｎ’は二番目の回転速度区間に対応するノズルモータの目標回転速度である。

ノズルモータ駆動手段３は、ノズルモータ３０がノズルモータ３０に対応するノズルの噴霧を制御するように、ノズルモータ３０を駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる。

マイクロコントローラ１は、ポンプモータの目標回転速度ｎを得た後、ポンプモータの目標回転速度ｎが属する回転速度区間に基づいて、ノズルモータの目標回転速度ｎ’を確定することができ、これにより、ポンプモータの目標回転速度ｎとノズルモータの目標回転速度ｎ’を関連させ、ポンプモータの目標回転速度ｎが属する回転速度区間で変化する場合、ノズルモータの目標回転速度ｎ’も連れて変化させて、ノズルモータ３０がノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転する時、ノズルを適切な速度で回転させて、霧化効果を向上させることができる。

図３を参照すると、上記実施例で提供する航空機噴霧制御装置は実施する時にＳ３後に以下のステップをさらに実行する。

Ｓ１４において、マイクロコントローラ１は、ポンプモータの目標回転速度ｎが属する回転速度区間を確定する。

Ｓ１５において、マイクロコントローラ１は、上記回転速度区間に基づいて、ノズルモータの目標回転速度ｎ’を確定して、ノズルモータ駆動手段を制御してノズルモータを駆動させて上記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる。

上記実施例において、ノズルモータ３０の回転中に電圧が不安定である等の多くの不安定な要素が出現してノズルモータ３０の回転速度が変更されることがあるので、マイクロコントローラ１は、ノズルモータの目標回転速度ｎ’をノズルモータ駆動手段３に送信してノズルモータ駆動手段３を制御してノズルモータ３０を駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させるが、ノズルモータ３０の回転中にノズルモータ３０の回転速度に影響を与える不安定な要素が出現すると、回転速度が混乱になる。

図１と図４を参照すると、ノズルモータ３０をノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させるため、上記実施例で提供する航空機噴霧制御装置は第２の回転速度検出手段８をさらに含み、マイクロコントローラ１は第２の制御手段７をさらに含み、第２の回転速度検出手段８の入力端はノズルモータ３０に接続され、出力端は第２の制御手段７の入力端に接続され、第２の制御手段７の出力端はノズルモータ駆動手段３の入力端に接続される。

第２の制御手段７は、ノズルモータの目標回転速度ｎ’と第２の回転速度検出手段８が収集したノズルモータの回転速度情報に基づいて、ノズルモータ駆動手段３を制御してノズルモータ３０を駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる。

一実施例において、ノズルモータの回転速度情報は、ノズルモータの現在回転速度ｎ’_ｉとノズルモータの前時刻の回転速度ｎ’_ｉ−１を含む。

第２の制御手段７は、ノズルモータの目標回転速度ｎ’、ノズルモータの現在回転速度ｎ’_ｉとノズルモータの前時刻の回転速度ｎ’_ｉ−１に基づいて、第２の制御パルスのデューティ比を得て、第２の制御パルスのデューティ比に基づいて、ノズルモータ駆動手段３に第２の制御パルスを送信することで、ノズルモータ駆動手段３を制御して第２の制御パルスに基づいてノズルモータ３０を駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる。

ここで、第２の制御パルスのデューティ比は、当該デューティ比をＤ’とすると、Ｄ’＝（ｎ’−ｎ’_ｉ）Ｋ’_ｐ＋（ｎ’−ｎ’_ｉ）Ｋ’_ｉ＋［（ｎ’−ｎ’_ｉ）−（ｎ’_ｉ−ｎ’_ｉ−１）］Ｋ’_ｄである。

なお、上式において、Ｋ’_ｐはノズルモータ回転速度比例係数で、Ｋ’_ｉはノズルモータ回転速度積分係数で、Ｋ’_ｄはノズルモータ回転速度微分係数である。

上記第２の制御手段７がノズルモータ駆動手段３を制御してノズルモータ３０を駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる例によると、第２の回転速度検出手段８はノズルモータの回転速度情報をリアルタイムに収集して第２の制御手段７に送信し、第２の制御手段７、第２の回転速度検出手段８、ノズルモータ駆動手段３、ノズルモータ３０によって閉ループを形成し、このような閉ループを介して、第２の制御手段７がノズルモータの回転速度情報をリアルタイムにモニターし、受信したノズルモータの回転速度情報とノズルモータの目標回転速度ｎ’をパラメーターとして、第２の制御パルスのデューティ比（＝（ｎ’−ｎ’_ｉ）Ｋ’_ｐ＋（ｎ’−ｎ’_ｉ）Ｋ’_ｉ＋［（ｎ’−ｎ’_ｉ）−（ｎ’_ｉ−ｎ’_ｉ−１）］Ｋ’_ｄ）を利用して、第２の制御パルスのデューティ比を得て、ノズルモータ駆動手段３を制御して第２の制御パルスのデューティ比に対応する第２の制御パルスに従ってノズルモータ３０を駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる。このように、本実施例によると、閉ループ制御によって、ノズルモータ３０がノズルモータの目標回転速度ｎ’で一定に回転して、霧化効果の一致性を保証し、均一に噴霧する目的を実現することができる。そして、ノズルモータ３０の回転中にノズルモータ３０の回転速度に影響を与える不安定な要素が出現する場合であっても、第２の制御手段７と第２の回転速度検出手段８によって、ノズルモータ駆動手段３を制御してノズルモータ３０を駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させて、ノズルモータ３０の実際回転速度をマイクロコントローラ１が出力したノズルモータの目標回転速度ｎ’に調節することができる。

尚、上述した記第２の制御手段７がノズルモータ駆動手段３を制御してノズルモータ３０を駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる例は例示的なもので、これに限定されることはない。

図４を参照すると、本発明の実施例は、上記技術案で提供した航空機噴霧制御装置を含む航空機噴霧システムを提供し、マイクロコントローラに航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報を送信するように構成されたフライトコントローラをさらに含む。

航空機噴霧システムが、液体貯蔵装置、ポンプ、ノズルをさらに含み、薬箱、ポンプ及びノズルがパイプを介して順に接続されることは当業者が理解できることである。液体貯蔵装置は薬液を貯蔵し、ポンプはポンプモータを含み、ポンプモータはポンプが液体貯蔵装置中の薬液をノズルに供給するように、ポンプに動力を供給し、ノズルは噴霧対象に薬液を噴霧する。

上記ポンプと上記ノズルは、上記実施例で提供した航空機噴霧制御装置によって制御される。

本発明の実施例で提供する噴霧システムは上記した技術案で提供した航空機噴霧制御装置と同様な有益な効果を実現できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

本発明の実施例において植物保護航空機をさらに提供し、該植物保護航空機は上述した航空機噴霧システムを含み、ロータと、ロータを駆動させて回転させるモータ又はエンジンと、上記航空機噴霧システムが載せられて装着されたケースさらに含む。

図５を参照すると、本発明の実施例で航空機噴霧制御方法をさらに提供し、上記実施例で提供した航空機噴霧制御装置に応用され、以下のステップを含む。

Ｓ１０１において、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報を取得する。

Ｓ１０２において、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報に基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得る。

Ｓ１０３において、ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋを読み出して、単位時間あたりの各上記ノズルの目標噴霧量Ｑとポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋに基づいて、ポンプモータの目標回転速度ｎを得て、ポンプモータ駆動手段を制御してポンプモータを駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させ、ポンプモータがポンプを制御して対応するノズルに農薬を供給してノズルが噴霧するようにノズルの噴霧を制御する。

本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法によると、上記技術案で提供した航空機噴霧制御装置と同様な有益な効果を実現できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

上記実施例において、Ｓ１０３において、ポンプモータ駆動手段を制御してポンプモータを駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させる方法は様々であって、以下、図６を参照して説明する。ここで、Ｓ２０１〜Ｓ２０３を含むことができる。

Ｓ２０１において、ポンプモータの回転速度情報を取得し、ここで、ポンプモータの回転速度情報は上記ポンプモータの現在回転速度ｎ_ｉとポンプモータの前時刻の回転速度ｎ_ｉ−１を含む。

Ｓ２０２において、ポンプモータの目標回転速度ｎ、上記ポンプモータの現在回転速度ｎ_ｉ、上記ポンプモータの前時刻の回転速度ｎ_ｉ−１に基づいて、第１の制御パルスのデューティ比を得る。

ここで、第１の制御パルスのデューティ比は、当該デューティ比をＤとすると、Ｄ＝（ｎ−ｎ_ｉ）Ｋ_ｐ＋（ｎ−ｎ_ｉ）Ｋ_ｉ＋［（ｎ−ｎ_ｉ）−（ｎ_ｉ−ｎ_ｉ−１）］Ｋ_ｄである。

なお、上式において、Ｋ_ｐはポンプモータ回転速度比例係数で、Ｋ_ｉはポンプモータ回転速度積分係数で、Ｋ_ｄはポンプモータ回転速度微分係数である。

Ｓ２０３において、上記ポンプモータ駆動手段が上記ポンプモータを駆動させて上記ポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるように、第１の制御パルスのデューティ比に基づいて、上記ポンプモータ駆動手段に第１の制御パルスを送信する。

本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法によると、上記技術案で提供した航空機噴霧制御装置と同様な有益な効果を実現できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

図７を参照すると、上記実施例で提供する航空機噴霧制御方法において、ステップＳ１０３において、ノズルの噴霧を制御することはＳ３０１〜Ｓ３０２を含むことができる。

Ｓ３０１において、ポンプモータの目標回転速度ｎが属する回転速度区間を確定する。

Ｓ３０２において、回転速度区間に基づいて、ノズルモータの目標回転速度ｎ’を確定し、ノズルモータ駆動手段を制御してノズルモータを駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる。

本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法によると、上記技術案で提供した航空機噴霧制御装置と同様な有益な効果を実現できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

上記Ｓ３０２でノズルモータ駆動手段を制御してノズルモータを駆動させてノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる方法は様々であるが、以下、図８を参照して説明する。ここで、以下のＳ４０１〜Ｓ４０３を含むことができる。

Ｓ４０１において、ノズルモータの回転速度情報を取得し、ここで、上記ノズルモータの回転速度情報はノズルモータの現在回転速度ｎ’_ｉとノズルモータの前時刻の回転速度ｎ’_ｉ−１を含む。

Ｓ４０２において、ノズルモータの目標回転速度ｎ’、ノズルモータの現在回転速度ｎ’_ｉ、ノズルモータの前時刻の回転速度ｎ’_ｉ−１に基づいて、第２の制御パルスのデューティ比を得る。

ここで、第２の制御パルスのデューティ比は、当該デューティ比をＤ’とすると、Ｄ’＝（ｎ’−ｎ’_ｉ）Ｋ’_ｐ＋（ｎ’−ｎ’_ｉ）Ｋ’_ｉ＋［（ｎ’−ｎ’_ｉ）−（ｎ’_ｉ−ｎ’_ｉ−１）］Ｋ’_ｄである。

なお、上式において、Ｋ’_ｐはノズルモータ回転速度比例係数で、Ｋ’_ｉはノズルモータ回転速度積分係数で、Ｋ’_ｄはノズルモータ回転速度微分係数である。

Ｓ４０３において、第２の制御パルスのデューティ比に基づいて、上記ノズルモータ駆動手段に第２の制御パルスを送信することで、上記ノズルモータ駆動手段が上記ノズルモータを駆動させて上記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させることができる。

本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法によると、上記技術案で提供した航空機噴霧制御装置と同様な有益な効果を実現できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

図９を参照すると、一実施例において、上記航空機の飛行情報は航空機の飛行速度Ｖを含み、上記予め設定された農薬噴霧情報は予め設定された農作物単位面積薬物接触量Ｍと予め設定された航空機の噴霧幅Ｈを含む。

上記Ｓ１０２はＳ５０１〜５０３を含む。

Ｓ５０１において、航空機の飛行速度Ｖと予め設定された航空機の噴霧幅Ｈに基づいて、単位時間あたりの噴霧面積Ｓを得て、ここでＳ＝ＶＨである。

Ｓ５０２において、単位時間あたりの噴霧面積Ｓと予め設定された農作物単位面積薬物接触量Ｍに基づいて、単位時間あたりの航空機の総噴霧量Ｑ’を得る。ここで、Ｑ’＝ＭＳ＝ＶＨＭである。

Ｓ５０３において、単位時間あたりの航空機の総噴霧量Ｑ’とノズル数量ｍに基づいて、単位時間あたりの各上記ノズルの目標噴霧量Ｑを得る。ここで、Ｑ＝ＶＭＨ／ｍである。

本発明の実施例で提供する航空機噴霧制御方法によると、上記技術案で提供した航空機噴霧制御装置と同様な有益な効果を実現できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

上記実施形態の説明において、具体的な特徴、構造、材料又は特点は任意の一つ又は複数の実施例又は実例で適切な方式で結合されることができる。

本願に開示された実施例を参照して説明した各例示的なユニット及びアルゴリズムステップを電子ハードウェア又はコンピューターソフトウェアと電子ハードウェアの結合で実現することができることは当業者が理解できることである。このような機能をハードウェアで実行するかそれともソフトウェア方式で実行するかは技術案の特定の応用とデザインの制限条件によって決められる。当業者は各特定の応用について、異なる方法で上述した機能を実現することができるが、このような実現が本発明の範囲を超えるものと見なしてはいけない。

本願で提供する実施例において、上述した分離部品として説明したユニットは物理的に分離したものであることができれば物理的に分離していないものであることもでき、つまり、一つの箇所に位置することができれば、複数のユニットに分布されることもできる。そして、本発明中の各実施例中の各機能ユニットを一つの処理ユニットに集積させることができ、各ユニットに物理的に分離されて存在することもでき、二つ又は二つ以上のユニットを一つのユニットに集積させることもできる。

上記した機能をソフトウェア機能ユニットの形態で実現して独立製品として販売したり使用する場合、コンピューターが読み取り可能な記憶媒体とすることができる。従って、本発明の技術案をソフトウェア製品の形態で実現することができ、このようなコンピューターソフトウェア製品は記憶媒体に記憶され、一つのコンピューター機器（パーソナルコンピュータ、サーバ又はネットワーク機器等）に本発明の各実施例で説明した方法の全部又は一部のステップを実行させる命令を含むことができる。そして、上述した記憶媒体は、ＵＳＢメモリー、モバイルハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フロッピーディスク又は光ディスク等のさまざまなプログラムコードを記憶できる媒体である。

上述した内容は、本発明の具体的な実施形態で、本発明を限定するものではなく、当業者が本発明に開示された範囲内で創造性のある労働をいらずに得た変更又は入れ替えは全て本発明の保護範囲に含まれる。従って、本発明の保護範囲は特許請求の範囲を基に決められる。

１ マイクロコントローラ
２ ポンプモータ駆動手段
２０ ポンプモータ
３ ノズルモータ駆動手段
３０ ノズルモータ
４ フライトコントローラ
５ 第１の制御手段
６ 第１の回転速度検出手段
７ 第２の制御手段
８ 第２の回転速度検出手段

Claims (13)

1. マイクロコントローラとポンプモータ駆動手段を含み、
   前記マイクロコントローラは、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とを取得して、航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とに基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得るように構成され、ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋを読み出し単位時間あたりの各前記ノズルの目標噴霧量Ｑと前記ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋとに基づいて、ポンプモータの目標回転速度ｎを得て前記ポンプモータ駆動手段を制御して前記ポンプモータを駆動させて前記ポンプモータの目標回転速度ｎで回転させ、ノズルの噴霧を制御するように構成され、
   前記ポンプモータ駆動手段は、前記ポンプモータがポンプを制御して対応するノズルへ農薬を供給するように、ポンプモータを駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるように構成され、
   第１の回転速度検出手段をさらに含み、
   前記マイクロコントローラは第１の制御手段を含み、
   前記第１の回転速度検出手段の入力端はポンプモータに接続され、出力端は前記第１の制御手段の入力端に接続され、
   前記第１の制御手段の出力端はポンプモータ駆動手段の入力端に接続され、
   前記第１の制御手段は、前記ポンプモータの目標回転速度ｎと前記第１の回転速度検出手段が収集した前記ポンプモータの回転速度情報とに基づいて、前記ポンプモータ駆動手段を制御してポンプモータを駆動させて前記ポンプモータの目標回転速度ｎで回転させる航空機噴霧制御装置。
2. 前記ポンプモータの回転速度情報はポンプモータの現在回転速度ｎ_ｉとポンプモータの前時刻の回転速度ｎ_ｉ−１を含み、
   前記第１の制御手段は、前記ポンプモータの目標回転速度ｎ、ポンプモータの現在回転速度ｎ_ｉ、ポンプモータの前時刻の回転速度ｎ_ｉ−１に基づいて、第１の制御パルスのデューティ比を得て、前記第１の制御パルスのデューティ比に基づいて前記ポンプモータ駆動手段に第１の制御パルスを送信することで、前記ポンプモータ駆動手段を制御して前記第１の制御パルスに基づいて前記ポンプモータを駆動させて前記ポンプモータの目標回転速度ｎで回転させ、ここで、
   前記第１の制御パルスのデューティ比は、該デューティ比をＤ、ポンプモータ回転速度比例係数をＫ_ｐ、ポンプモータ回転速度積分係数をＫ_ｉ、ポンプモータ回転速度微分係数をＫ_ｄとすると、下式によって取得される、請求項１に記載の航空機噴霧制御装置。
   

   
3. ノズルモータ駆動手段をさらに含み、
   前記マイクロコントローラは、前記ポンプモータの目標回転速度ｎが属する回転速度区間を確定し、前記回転速度区間に基づいて、ノズルモータの目標回転速度ｎ’を確定し、前記ノズルモータ駆動手段を制御して前記ノズルモータを駆動させて前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させ、
   前記ノズルモータ駆動手段は、前記ノズルモータが前記ノズルモータに対応するノズル噴霧を制御するように、ノズルモータを駆動させて前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる請求項１または２に記載の航空機噴霧制御装置。
4. 第２の回転速度検出手段をさらに含み、
   前記マイクロコントローラは第２の制御手段をさらに含み、
   前記第２の回転速度検出手段の入力端はノズルモータに接続され、出力端は前記第２の制御手段の入力端に接続され、
   前記第２の制御手段の出力端はノズルモータ駆動手段の入力端に接続され、
   前記第２の制御手段が、前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’と前記第２の回転速度検出手段が収集した前記ノズルモータの回転速度情報とに基づいて、前記ノズルモータ駆動手段を制御して前記ノズルモータを駆動させて前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させる請求項３に記載の航空機噴霧制御装置。
5. 前記ノズルモータの回転速度情報はノズルモータの現在回転速度ｎ’_ｉとノズルモータの前時刻の回転速度ｎ’_ｉ−１を含み、
   前記第２の制御手段が、前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’、前記ノズルモータの現在回転速度ｎ’_ｉ、前記ノズルモータの前時刻の回転速度ｎ’_ｉ−１に基づいて、第２の制御パルスのデューティ比を得て、前記第２の制御パルスのデューティ比に基づいて、前記ノズルモータ駆動手段に第２の制御パルスを送信することで、前記ノズルモータ駆動手段を制御して前記第２の制御パルスに基づいて前記ノズルモータを駆動させて前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させ、ここで、
   前記第２の制御パルスのデューティ比は、該デューティ比をＤ’、ノズルモータ回転速度比例係数をＫ’_ｐ、ノズルモータ回転速度積分係数をＫ’_ｉ、ノズルモータ回転速度微分係数をＫ’_ｄ、とすると、下式によって取得される、請求項４に記載の航空機噴霧制御装置。
   

   
6. 前記航空機の飛行情報は、航空機の飛行速度Ｖを含み、前記予め設定された農薬噴霧情報は、予め設定された農作物単位面積薬物接触量Ｍと予め設定された航空機の噴霧幅Ｈとを含み、
   前記マイクロコントローラは、前記飛行情報を利用して、予め設定されたアルゴリズムに従って計算して単位時間あたりの各前記ノズルの目標噴霧量Ｑを得る請求項１に記載の航空機噴霧制御装置。
7. 前記ポンプモータの目標回転速度がｎ＝Ｑ／Ｋである請求項１又は６に記載の航空機噴霧制御装置。
8. 航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とを取得し、
   航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とに基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得て、
   ポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋを読み出し単位時間あたりの各前記ノズルの目標噴霧量Ｑとポンプモータの１回転あたりの吐出量Ｋとに基づいて、ポンプモータの目標回転速度ｎを得て、ポンプモータ駆動手段を制御してポンプモータを駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させ、ポンプモータがポンプを制御して対応するノズルに農薬を供給してノズルが噴霧するようにノズルの噴霧を制御するステップを含み、
   ポンプモータ駆動手段を制御してポンプモータを駆動させてポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるステップが、第１の回転速度検出手段が前記ポンプモータの回転速度情報を収集するステップと、前記ポンプモータの目標回転速度ｎと前記ポンプモータの回転速度情報に基づいて、前記ポンプモータ駆動手段を制御してポンプモータを駆動させて前記ポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるステップを含む航空機噴霧制御方法。
9. 前記ポンプモータ駆動手段を制御してポンプモータを駆動させてポンプモータの目標回転速度 で回転させるステップが、
   ポンプモータの回転速度情報を取得し、ここで、前記ポンプモータの回転速度情報は前記ポンプモータの現在回転速度ｎ_ｉと前記ポンプモータの前時刻の回転速度ｎ_ｉ−１とを含み、
   前記ポンプモータの目標回転速度ｎ、前記ポンプモータの現在回転速度ｎ_ｉ、前記ポンプモータの前時刻の回転速度ｎ_ｉ−１に基づいて、第１の制御パルスのデューティ比を取得し、ここで、
   前記第１の制御パルスのデューティ比は、該デューティ比をＤ、ポンプモータ回転速度比例係数をＫ_ｐ、ポンプモータ回転速度積分係数をＫ_ｉ、ポンプモータ回転速度微分係数をＫ_ｄとすると、下式によって取得され、
   前記第１の制御パルスのデューティ比に基づいて、前記ポンプモータ駆動手段に第１の制御パルスを送信することで、前記ポンプモータ駆動手段が前記ポンプモータを駆動させて前記ポンプモータの目標回転速度ｎで回転させるステップを含む請求項８に記載の航空機噴霧制御方法。
   

   
10. 前記ノズルの噴霧を制御するステップが、
    前記ポンプモータの目標回転速度ｎが属する回転速度区間を確定し、
    前記回転速度区間に基づいて、ノズルモータの目標回転速度ｎ’を確定して、ノズルモータ駆動手段を制御してノズルモータを駆動させて前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させるステップを含む請求項８に記載の航空機噴霧制御方法。
11. 前記ノズルモータ駆動手段を制御してノズルモータを駆動させて前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させるステップが、
    ノズルモータの回転速度情報を取得し、ここで、前記ノズルモータの回転速度情報はノズルモータの現在回転速度ｎ’_ｉと前記ノズルモータの前時刻の回転速度ｎ’_ｉ−１とを含み、
    前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’、ノズルモータの現在回転速度ｎ’_ｉ、前記ノズルモータの前時刻の回転速度ｎ’_ｉ−１に基づいて、第２の制御パルスのデューティ比を得て、ここで、
    前記第２の制御パルスのデューティ比は、該デューティ比をＤ’、ノズルモータ回転速度比例係数をＫ’_ｐ、ノズルモータ回転速度積分係数をＫ’_ｉ、ノズルモータ回転速度微分係数をＫ’_ｄとすると、下式によって取得され、
    前記第２の制御パルスのデューティ比に基づいて、前記ノズルモータ駆動手段に第２の制御パルスを送信することで、前記ノズルモータ駆動手段が前記ノズルモータを駆動させて前記ノズルモータの目標回転速度ｎ’で回転させるステップを含む請求項１０に記載の航空機噴霧制御方法。
    

    
12. 前記航空機の飛行情報は、航空機の飛行速度Ｖを含み、前記予め設定された農薬噴霧情報は、予め設定された農作物単位面積薬物接触量Ｍと予め設定された航空機の噴霧幅Ｈとを含み、
    前記航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とに基づいて、単位時間あたりの各ノズルの目標噴霧量Ｑを得るステップが、
    航空機の飛行速度Ｖと予め設定された航空機の噴霧幅Ｈとに基づいて、単位時間あたりの噴霧面積Ｓを得て、
    単位時間あたりの噴霧面積Ｓと予め設定された農作物単位面積薬物接触量Ｍとに基づいて、単位時間あたりの航空機の総噴霧量Ｑ’を得て、
    単位時間あたりの航空機の総噴霧量Ｑ’とノズル数量ｍとに基づいて、単位時間あたりの各前記ノズルの目標噴霧量Ｑを得るステップを含む請求項８に記載の航空機噴霧制御方法。
13. 請求項１乃至７のいずれかに１つに記載の航空機噴霧制御装置を含み、前記マイクロコントローラに航空機の飛行情報と航空機の予め設定された農薬噴霧情報とを送信するように構成されたフライトコントローラをさらに含む航空機噴霧システム。

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