基于直流电机驱动电路的移动式采摘机器人设计

基于直流电机驱动策略,采用STM32微处理器,搭建了采摘机器人运动控制系统,并基于H桥功率驱动电路及PWM脉宽调速策略,实现了采摘机器人电机驱动调速系统。试验结果表明:该采摘机器人在行走和转弯测试中,误差较小,能够满足设计要求,对直流电机在其场合的驱动控制具有一定的参考价值。     

电动拖拉机双电机耦合驱动系统传动特性研究

针对单电机驱动型式的电动拖拉机难以满足农田作业多工况的问题,提出了一种基于行星齿轮耦合的双电机驱动系统。根据电动拖拉机动力传动系统的结构方案,按多种作业类型对双电机耦合驱动系统的驱动模式进行分析。采用试验数据模型和理论模型相结合的方法,建立电动拖拉机驱动系统关键部件效率模型和整机纵向动力学模型,在此基础上搭建了电动拖拉机控制仿真试验模型。针对不同驱动模式设计了驱动系统综合控制策略,通过仿真试验得到两电机的功率分配规则。在搭建的传动性能试验平台上对双电机耦合驱动系统进行恒定负载试验和牵引性能试验。试验结果表明,两种试验条件下,主、副电机的功率分配比变化范围为1. 07～2. 73,恒定负载试验中,功率分配比为1. 88时系统效率最高,牵引性能试验时,功率分配比为1. 86时系统效率最高。双电机驱动系统能够跟随负载变化按照功率分配规则实现两电机的功率分配,满足作业负载的同时降低了功率损耗。     

纯电动汽车驱动系统设计及仿真分析

基于纯电动汽车最高车速下的驱动功率需求,对其驱动系统的驱动电机参数、传动机构进行了设计,利用AVL-CRUISE软件建立了纯电动汽车驱动系统模型,对电动汽车爬坡性能、起步加速性能和最高车速运行性能进行了仿真分析,仿真结果表明,驱动系统可以满足电动汽车动力性需求,设计方法合理。     

同轴对转减速机构功率流分析

为了满足高速对转减速功能的需求,采用由定轴轮系和差动轮系构成的复合轮系驱动方案.该方案实现了动力源的单输入、等速而转向相反的同轴双输出,同时具有结构紧凑和传动效率高的优点.基于差动轮系功率流向特征分析方法.研究了对转减速机构功率流向规律,由此确定了该传动系统不存在循环功率的条件.通过对执行机构的合理匹配设计.可避免内部功率循环和实现等速、等扭矩的双输出.     

基于液压驱动器的精准施肥控制装置设计

为实现温室农业的精准施肥,设计了一种基于压电驱动器的施肥控制装置。该装置采用压电液压驱动和双肥料箱施肥,适用水肥一体化灌溉模式。确定了装置的工作条件、输出功率和载肥能力。当驱动介质气体含量极低时,工作条件为电压150 V,频率350 Hz,施加内压力0.04 MPa。肥料重量1～1.5 kg时,施肥装置的功率基本稳定,最高达92 mW。与驱动介质气体含量较多时对比,装置的载肥能力提升3倍,功率提升1.517倍,具备更强的稳定性和工作效率。     

电驱动拖拉机功率平衡控制策略设计与仿真

为解决电驱动拖拉机在田间工作有功率突变导致发动机实际转速不能立即达到需求转速的问题,设计两种基于转速的功率控制策略。经仿真试验,得出两种策略下功率阶跃增加时发动机工作状态和不同负载时的母线电压。进行比较分析,基于节约能源的考虑,选择策略一作为功率平衡控制策略。该控制策略提高能源利用率,为电驱动拖拉机控制策略完善的研究奠定基础。     

4-PRR冗余并联机构驱动力与能耗优化

为在不同马赫数下的流场中进行风洞试验,需对喷管段的型面进行精确控制,为此设计了一种可以实现姿态调整的平面3自由度4-PRR冗余并联机构,根据机构运动特点,利用封闭矢量法和影响系数法求解该机构运动学逆解。在运动学基础上,利用虚功原理建立了该机构的逆动力学模型,然后根据冗余并联机构驱动方式不唯一的特点,提出驱动力二范数与最小驱动总功率的优化方法,分别得到驱动力与驱动功率曲线,并与非冗余3-PRR并联机构的驱动力与驱动功率进行对比。结果表明,冗余驱动能够较明显地降低驱动器的瞬时驱动力、瞬时驱动功率和运动周期内驱动器所做功,两种优化方法驱动器做功分别减少了49. 2%和50. 7%。结合驱动力二范数、最小驱动总功率的优化结果,选取适当的驱动方式可以实现冗余并联机构驱动器瞬时驱动力与瞬时驱动功率的均衡与优化,并降低机构运动过程中的功耗。     

用于三电极负载的固态脉冲电源设计

设计了一种基于Marx的三电极脉冲电源。采用磁环隔离驱动方案和双MOSFET驱动电路,实现了在三电极负载下同时输出正负高压脉冲。分析了电路的运行方式,搭建了32级脉冲电源,并设计了一种针板电极和DBD电极结合的三电极负载,实现了总输出电压13 kV,脉宽10μs,频率1 kHz,且输出电压、脉宽可调。实验验证了该电源方案在三电极负载下的可行性。     

电动力农机直流调速控制器的设计与试验

设计了一种基于单片机控制的农用直流电机调速控制器,可用于电动力驱动的农业机械。该控制器以Atmega16为核心,外围电路包括稳压、短路保护、温度管控、串口通信,功率电路采用BTS7960半桥驱动,对其进行独立供电并与外围电路共地隔离。编写驱动控制程序,实现控制器过热保护监控,上位机进行指令控制,下位机发送工作状态的双向通信。通过实际电机空载测试,实现电脑端对电机调速控制,可驱动150W直流电机,为电动力农机的电机控制提供廉价设计方案。     

混凝土车辆搅拌筒装载量与驱动功率的精确计算

为确定混凝土搅拌筒容积与驱动功率,详细分析了搅拌筒的几何结构,建立了搅拌筒容积的精确计算模型,基于该模型推导了任意物料平面的整体质心以及此时搅拌筒驱动功率的表达式,通过工程车辆实际装载量与模拟计算数值的对比,结果表明该数学模型有较高的精度,该程序化计算模型可应用于相关设计计算中。     

新型带式输送机超越离合器设计研究

文章针对带式输送机启动功率需求大、运行功率需求小的现状,设计出了一种大转矩、小磨损、抗冲击能力强的新型楔块式低副单向超越离合器。该离合器实现了在皮带输送机不停机情况下断开多余驱动装置以减小功率,达到降低能耗、提高经济性的目的。     

履带式水稻运输车行走系统设计与试验

针对水稻机械化收获后缺乏专用运输机械的情况,设计开发了一种分置式静液压传动系统与机械式有级变速器串联的履带式行走系统。为了减小驱动功率,设计中采用降低履带接地长度与轨距之比和加大履带宽度的方法,并给出了的驱动功率选取方法。试验证明,该行走系统能实现无级调速和大范围传动比变化,满足了稻田低速运输和公路高速运输的要求,且操作性能良好。     

基于多岛遗传算法的电动拖拉机分布式驱动系统优化设计与试验

针对分布式驱动电动拖拉机（Distributed drive electric tractor,DDET）牵引效率低、系统能量损耗大的问题,提出了一种基于多岛遗传算法（Multi-island genetic algorithm,MIGA）的分布式驱动系统参数优化设计与验证方法。根据犁耕作业工况,建立了拖拉机分布式驱动系统7自由度耦合动力学模型以及轮胎-土壤交互模型,完成了驱动系统关键部件参数设计和匹配选型。提出基于MIGA的前后轮边传动比参数优化策略,将轮边传动比作为决策变量,驱动系统能量损失最小为优化目标,驱动电机功率和转速为约束条件。搭建Matlab/Simulink-NI PXI联合仿真平台验证了参数优化策略的正确性和实时可执行性。结果表明,基于MIGA参数优化后的分布式驱动系统各方面性能得到了有效提升。犁耕循环工况下,拖拉机平均牵引力为10.610N,最大牵引功率为31.25kW;平均效率提升了0.38%,驱动电机能耗降低了7.53%。本研究可为分布式驱动电动拖拉机优化设计和系统控制提供理论基础和验证方法。     

微型电动拖拉机驱动系统设计

提出了以电动机作为动力的微型电动拖拉机驱动系统方案,在对微型电动拖拉机牵引作业和旋耕作业工况特性进行分析的基础上,给出了电动机所需功率的计算方法,选配了相应的电动机和调速装置;确定了传动系统的传动比,设计了传动系统机械结构;所设计的驱动系统依靠调节电动机的控制装置能实现微型电动拖拉机常用工作速度之间的无级变化。计算结果表明,所设计的电驱动传动系统能满足不同工况下的需求。     

电驱动卷盘式喷灌机驱动与控制系统

针对现有电驱动卷盘喷灌机无法实现作业信息无线物联和控制的问题,设计了一种基于手机APP的卷盘式喷灌机无刷直流电动机驱动与控制系统.以直流电动机代替机械式水涡轮作为卷盘喷灌机的驱动装置,分析并建立了卷盘喷灌机现场作业工况模型;采用STM32作为系统控制器,引入了增量式PID电动机调速,设计了可以远程监控卷盘喷灌机作业的手机客户端,系统完成自动校正.经过试验测试表明,驱动电动机可以稳定在设定转速上,在10%的负载扰动下转速可以较快回到设定值,手机客户端可以远程监控卷盘喷灌机的运行剩余时间、PE管长度电动机转速、卷盘转速和PE管回收速度等作业信息,为实现喷灌机智慧灌溉提供了前台保障.     

柴油机高压共轨系统电控单元的硬件设计

针对柴油机高压共轨系统的特点,开发基于微处理器SPC563M64的电控单元,采用先进的CAN总线技术,整个电控单元的硬件设计采用模块化的设计方案,主要包括微控制器模块、电源管理模块、通信模块、功率驱动模块、信号处理模块等,实现了对发动机喷油量、喷油压力、喷油正时、多次喷射等参数的精确控制。     

基于三级驱动模型的产品数字化设计策略与方法

数字化设计是实施大批量定制的重要技术之一,建立设计模型是实现数字化设计自动求解的关键.通过深入分析产品设计知识,提出了基于需求参数→关键参数→结构参数三级驱动模型的数字化设计策略与方法.一级驱动以需求参数为输入,由方案设计系统推理及优化得出产品关键参数,二级驱动以关键参数为输入,驱动根据层次化策略建立的基于各种性能和结构推导的约束网络模型,得到各零部件的细化结构参数,三级驱动以细化结构参数为输入,驱动参数化的几何模型及远程的有限元分析模型,进行可视化几何与性能验证,同时基于Web技术实现了分布式数字化设计.以浙江省某起重机械厂的QD型桥式起重机数字化设计为例说明了上述策略和方法的有效性.     

基于STM32的多自由度机械臂设计研究

文章阐述了机械臂的组成及原理,对驱动模块、陀螺仪、控制模块、执行模块的控制进行分析,并探讨了基于STM32的多自由度机械臂设计,以期为我国的机械臂设计提供借鉴.     

基于STM32的轮毂电机控制器硬件设计

以小功率轮毂电机为研究对象,围绕STM32F103C6T6单片机的功能及特点,设计了高性价比、易于实现的轮毂电机控制器。详细介绍了电源电路、逆变电路、检测与保护电路及CAN接口电路的设计。对轮毂电机速度控制系统进行了试验,控制器能够满足要求,可以应用于低功率电动车。     

光伏提水匹配模型与优化在西藏高原草场喷灌工程中应用——以阿里地区为例

以西藏高寒地区光伏提水草场喷灌为研究对象,利用噶尔站太阳辐射数据,构建日照分布函数模型及光伏阵列最大输出功率模型,计算出设计灌溉面积2.07hm^2草场所需光伏阵列系统的峰值功率,为草场优化配置32块光伏板,即峰值功率为6.88kW时,可以满足项目区生育期的灌水需求。工程应用表明:光伏匹配模型和优化计算所确定的光伏板数量和功率是可行的,能够驱动水泵正常运行,满足燕麦灌水需求。