虚拟技术在汽油发动机综合测试仪中的应用

利用ＬａｂＶＩＥＷ虚拟仪器开发平台,进行了汽油发动机综合测试仪研制,该测试系统由点火性能测试仪、动力性能测试仪、起动性能测试仪、数据万用示波表等测试子模块组成,并通过实际测试对该系统进行了检验,测试结果较客观地反映了被测发动机的实际工作状况。     

虚拟技术在汽车发动机综合测试仪中的应用

利用ＬａｂＶＩＥＷＡＨＲ虚拟仪器开发平台,进行了汽油发动机综合测试仪研制,该测试系统由点火性能测试仪、动力性能测试仪、起动性能测试仪、数据万用示波等测试子模块组成,并通过实际测试对该系统进行了检验,测试结果较客观地反映了被测发动机的实际工作状况。     

基于虚拟仪器技术的食品物性检测系统的研究

采用虚拟仪器技术、机电一体化技术、单片机技术、传感器技术于一体，研制了食品物性参数的自动检测和分析系统。系统硬件由食品受力传感器、食品变形位移传感器、定时器、信号调理、数据采集、串口通讯、扩展LCD等模块电路构成；软件基于Lab Windows/CVI虚拟仪器开发平台，采用多线程技术实现了信号采集、动态曲线显示、试验数据的实时分析和处理。试验结果表明：该系统的检测精度高、检测功能完善及抗干扰能力强，具有理论研究意义和实用价值。     

基于虚拟仪器技术的薄层干燥实验系统

随着计算机技术的发展,基于标准个人计算机平台的虚拟仪器技术正成为测试与控制领域的重要应用工具。结合薄层干燥实验要求,给出了一种增量式PID控制算法,根据此控制算法和脉宽调制法,采用虚拟仪器技术LabVIEW软件开发平台,开发了一种实用的基于虚拟仪器技术的薄层干燥实验系统。对实验台干燥温度实行自动控制,控制精度为±0.5℃;通过间歇自动称量样品的质量,实现对样品水分、降水率等的自动监测;热风温度、样品质量、样品水分、样品降水率、尾气温度、尾气湿度等以图表实时显示,并以电子表格存储。实验表明,该系统具有自动化程度高、实验操作简单、测试项目多、工作界面友好、数据处理分析功能强,测试精度高等优点。     

基于虚拟仪器的绿篱机手柄三维振动测试

为了找出简单实用的测试绿篱机手柄三维振动的方法,将虚拟仪器技术应用于手柄三维振动测试,探索一种检测模式,使“通用硬件+软件设计＝多套专用测试设备”变为现实。虚拟仪器的软件设计了达到实时准确采集、显示、试验数据处理的目的;试验方案的选择找出了各因素对测试结果的影响程度大小;通用硬件的配置减少了专用硬件的使用。试验结果表明,测试样机手柄振动值与发动机转速、安装位置和接触面积有关;左手柄在中转速、中部、小接触面积条件下振动值最大,右手柄在高转速、后部、中接触面积条件下振动值最大;左、右手柄出现最大振动值时,其时域和频域的结果不一致,测试时应在同一条件下进行比较才能说明问题。由此可见,将虚拟仪器应用于手柄三维振动的测试简单有效,具有实际应用价值。     

农用车辆自动导航定位方法

农用车辆自动导航技术可有效提高作业精度、实现农田规模化生产。该文以电瓶车为试验平台,使用 RTK DGPS、RTD GPS 和电子罗盘分别采集电瓶车的位置信息和航向角度信息,对农用车辆的导航定位方法进行了研究。试验时,以 RTK DGPS 采集的数据作为标准轨迹。在对试验数据进行空间配准后,采用 Kalman 滤波技术对 RTD GPS 和电子罗盘的数据进行了融合;通过计算综合权重值,对单 GPS 系统和融合系统的性能进行测试与评估,其值分别为 0.006、0.002。由此可知,采用 Kalman 滤波的电子罗盘和 RTD GPS 的组合导航系统,定位精度相对较高,稳定性较好,整体性能优于单 GPS 系统。     

基于SDAE-BP的联合收割机作业故障监测

为了解决联合收割机作业故障的非线性特征信号难以提取的问题,该研究提出了一种基于堆叠去噪自动编码器(Stack Denoising Auto Encoder, SDAE)和BP神经网络(Back Propagation,BP)融合的联合收割机作业故障监测及诊断的方法(SDAE-BP)。以转速传感器采集联合收割机脱粒滚筒转速、籽粒搅龙转速、喂入搅龙转速、杂余搅龙转速、风机转速、输送链耙转速、割刀频率以及逐稿器振动频率,并将采集的数据集作为系统的输入。利用SDAE提取输入信号的深层次特征,并由BP神经网络辨识收割机作业状态,实现联合收割机故障监测。在SDAE-BP模型训练过程中,去噪自动编码器(Denoising Auto Encode, DAE)依次经带有不同分布中心噪声的原始数据进行训练,然后将其堆叠,并通过误差反向传播算法对模型参数进行优化,以提升模型识别故障性能和泛化能力。试验结果表明,对于2018年联合收割机田间试验数据,模型的故障诊断准确率达到99.00%,与SDAE和BP神经网络相比,分别提高了1.5和4.5个百分点。将SDAE-BP故障诊断模型用2019年的试验数据进行更新,并用2018年和2019年试验数据进行测试,结果表明,更新后的模型对2018年试验数据的故障识别准确率为99.25%,对2019年试验数据的故障识别准确率为98.74%,更新后模型在2019试验数据集上的故障识别准确率较未更新模型提高了6.52个百分点。该文所建模型能够准确识别联合收割机的故障类型,且具有较好的鲁棒性,对旋转型机械故障监测及预警具有参考价值。     

基于ZigBee的淡水养殖溶氧浓度自动监控系统

无线传感器网络是近年来兴起的一门新兴技术,主要应用在自动控制和远程测控领域。本文介绍了ZigBee技术的特点,给出了基于ZigBee技术养殖自动加氧系统的工作原理和控制电路的软硬件设计。测试结果表明：系统具有结构简单、性能可靠等特点。     

Design and experiments of automatic feeding system for indoor industrialization aquaculture

为了提高室内工厂化水产养殖自动投饲系统定时、定量精度,并减少养殖过程中的饲料浪费,降低劳动强度,运用轨道传动、滑轨供电、超声波定位、无线通讯和计算机软件等技术开发了新型轨道式自动投饲系统。计算分析得,当选用HW100×100型钢制作轨道,以直径为0.06 m的T型锻钢轨道轮、减速比为20∶1的2级传动齿轮组和24 V直流电机驱动系统行走时,电机功率需0.2 kW以上,转速为2 000 r/min,输出扭矩要求0.58 N·m以上。应用Solidworks软件设计了轨道式自动投饲系统样机,并进行了投饲量精度和定位误差性能测试试验,结果表明：该系统可以顺利完成自动启停与运行控制,其行走速度达到19 m/min,定位误差在58～118 mm范围内,料仓储料量20 kg,投饲能力3 kg/min,投饲量误差在0.5%～2.2%范围内。研究结果可为轨道式自动投饲系统设计与后续研究提供参考。     

室内工厂化水产养殖自动投饲系统设计与试验

为了提高室内工厂化水产养殖自动投饲系统定时、定量精度,并减少养殖过程中的饲料浪费,降低劳动强度,运用轨道传动、滑轨供电、超声波定位、无线通讯和计算机软件等技术开发了新型轨道式自动投饲系统。计算分析得,当选用HW100×100型钢制作轨道,以直径为0.06m的T型锻钢轨道轮、减速比为20:1的2级传动齿轮组和24V直流电机驱动系统行走时,电机功率需0.2kW以上,转速为2000r/min,输出扭矩要求0.58N.m以上。应用Solidworks软件设计了轨道式自动投饲系统样机,并进行了投饲量精度和定位误差性能测试试验,结果表明:该系统可以顺利完成自动启停与运行控制,其行走速度达到19m/min,定位误差在58～118mm范围内,料仓储料量20kg,投饲能力3kg/min,投饲量误差在0.5%～2.2%范围内。研究结果可为轨道式自动投饲系统设计与后续研究提供参考。     

基于ARM的农业装备共性参数测控系统

为满足多种信号实时采集与控制,分析了农业装备性能参数的特性,基于ARM嵌入式技术研制了具有共性参数检测能力、可满足农业装备综合性能参数检测需要的数据采集与控制系统。在S3C2410A和外围硬件电路构成的硬件平台上,利用多线程技术,开发了具有友好人机交互界面的应用软件。系统最多可提供34个测控通道,经计量和田间试验验证,模拟通道线性误差为0.38%、计数和计频通道误差为1Hz,其测试精度和可靠性满足农业装备的性能参数测量需要。该系统的研制有效提升了农业装备的性能检测手段,具有较高的实用性。     

影响静态箱检测开放式气体排放源N2O排放通量的关键因子

为研究影响静态箱检测开放式气体排放源氧化亚氮(N2O)排放通量的关键因子,以提高静态箱检测气体排放通量的准确性,该文在实验室条件下,探究了箱体配置(有无通气孔、有无风扇)和检测条件(不同密闭时间:30、40、50和60 min;不同排放源表面风速:0、0.5、1.0、1.5和2.0 m/s)对300 mm(直径)×300 mm(高度)(D300 mm×H300 mm)的静态箱检测N2O排放通量准确性的影响规律。结果表明,不同配置的静态箱测量结果偏差率随时间的变化趋势均相同,其中有通气孔和风扇的箱体在不同风速下的检测稳定性较好,检测准确性最高。当排放源表面风速为0~2 m/s时,风扇对静态箱检测准确性无显著性影响,排放源表面的风主要通过通气孔影响静态箱的检测准确性。静态箱检测的气体排放通量与实际排放通量的偏差率随排放源表面风速和箱体密闭时间的增加而显著降低。该试验推荐在排放源表面风速小于2 m/s的无粪便堆积的奶牛运动场以及排放源介质相似的开放式气体排放系统中使用有通气孔和风扇的静态箱对N2O排放通量进行检测,密闭50 min。     

2BFQ-6型油菜精量联合直播机气力式排种系统试验研究

为了对2BFQ-6型油菜精量联合直播机气力式排种系统进行研究,该文在气力式油菜精量排种检测系统研制基础上,以排种盘转速、风机转速及正压泄气孔直径为试验因素,进行了320次全因子组合试验,并运用多元非线性回归等数学方法进行试验数据分析处理。结果表明:各因素对系统排种效果影响程度主次为风机转速>排种盘转速>正压泄气孔直径,而风机转速及其与排种盘转速的交互作用分别是影响各行排种量及其一致性的首要因子;在一定范围内,随着风机转速的提高和排种盘转速的降低,系统排种性能趋于稳定;而当正压泄气孔直径在20和30mm时,系统具有较好的排种量一致性。所得出的气力式油菜精量排种系统的排种量方程、排种量一致性方程及90%排种率参数组合图,可为直播机参数匹配提供参考,也可对直播机的排种性能进行评估。     

基于智能检测的发酵过程测控系统集成及应用

发酵测控系统是发酵过程参数智能检测与优化调控的基础,直接影响着发酵过程的控制性能。该文针对L-乳酸发酵过程的智能检测,提出了一种基于智能检测的发酵过程测控系统集成方法,给出了系统的体系结构及实现方法,集成了基于虚拟仪器技术的PXI总线发酵过程智能测控系统,给出了系统的软、硬件设计。该系统通过建立软测量模型,有效地实现了发酵过程不易测量参量的在线估计与控制,为发酵过程提供了一种新的测控系统。试验研究表明,将该系统应用到L-乳酸发酵过程中,通过在线估计葡萄糖液消耗量,实现了L-乳酸发酵过程补料优化控制,乳酸产量提高23%,提高了发酵产物得率。     

基于无线传感网络的改碱暗管排盐监控系统

针对目前盐碱地暗管改碱技术应用过程中存在的有效评测数据缺乏、无法准确对实施效果进行科学评价的问题,设计了一种基于无线传感网络的改碱暗管排盐监控系统,以实现对管道内地下水的水质监测、流量统计以及蓄水池水位控制等。监测节点实时采集各路暗管的p H值、电导率和流量信息传输到中心节点,监控中心计算机通过RS232接口获取各采集信息并进行处理显示;同时,液位传感器实时获取蓄水池的水位信息并通过无线传输模块将水位信息发送至中心节点,中心计算机根据实际水位和设定水位信息进行控制决策,并通过中心节点向水位控制节点发送控制指令,实现蓄水池的水位远程自动控制。为验证系统整体性能,对监控系统开展了水位控制、传感器检测精度、通讯距离与丢包率试验测试。试验结果表明:系统p H值和电导率的平均测量误差分别为1.81%、1.89%,各节点的最大丢包率为2.6%,整体运行稳定,数据传输可靠,能够满足实际生产需要。该系统能够准确获取改碱暗管内的水质信息及迁移变化情况,为暗管改碱技术的效果评价提供有利的数据支撑。     

基于虚拟仪器技术的温室覆盖材料传热系数测试系统

利用虚拟仪器技术设计了温室覆盖材料的热工性能测试台的测试系统TMS(Thermal Measurement System),阐述了系统的测试原理和方法,给出了硬件组成、软件设计和传感器的选用,以及数据处理优化算法的实现。该系统可完成测试台的温度、风速、加热功率参数的采集及覆盖材料传热系数的计算,应用该系统既提高了测试精度又节省劳动力,提高了测试效率。     

湿帘-风机系统对北京育肥猪舍的降温效果

北京市夏季高温将对猪的生产造成严重影响,夏季猪舍环境温度控制尤为重要。该试验研究比较了湿帘-风机和单纯风机在北京猪舍的降温效果,设计了风机风量测量系统并实测了猪舍通风量,每天定时分别测定两猪舍内温度、湿度、风速和舍外温、湿度并进行比较分析。结果表明:试验期间,湿帘-风机猪舍和单纯风机舍6个断面风速范围分别为0.51~0.84和0.51~0.68 m/s,整体风速差异不显著(P0.05)。湿帘-风机舍舍内温度显著低于单纯风机舍(P0.05),湿帘-风机舍和单纯风机舍舍内温度高于30.0℃的小时数占比分别为5.0%和20.2%。湿帘-风机舍同一时刻断面1(湿帘端)温度低于断面6(风机端)温度0.4~2.2℃,单纯风机舍各时刻不同断面的温度差异不显著(P0.05)。单纯风机舍内的猪只呼吸频率均显著高于湿帘-风机舍内呼吸频率3.82次/min(12:00)和3.05次/min(14:00)(P0.05)。湿帘-风机舍降温系统日用水量为1.20~6.27 m~3。北京地区猪舍使用湿帘-风机系统降温效果优于单纯风机降温效果,但湿帘-风机降温将耗用一定水资源。     

甘蔗收获机排杂风机设计与试验

为解决甘蔗联合收获机的排杂问题,设计了一种在甘蔗收获机排杂装置中使用的新型风机,并在试验台上进行了试验研究。以排杂风机出风口风速为试验指标,对风机转速、进风口方式和进风口面积进行了单因素试验。试验结果表明,风机最佳性能参数为：风机转速为1?800?r/min、进风口方式为轴向进风、进风口面积为16?475和19?119mm2、距离出风口为50?mm时,出风口风速最大。其5个测量点的风速平均值依次为：13.867、14、11.633、11.333、12.383?m/s。后期排杂试验表明,在此最佳参数下,风机排杂效果最佳。     

基于DSP和单片机的谷物含水率准动态检测技术研究

为进一步提高谷物含水率检测的速度和精确度,以满足收获机械在线检测的需要,提出了一种新的基于DSP和MPU的以大豆为代表的谷物含水率快速检测技术,并依此为依据设计了相应的系统装置.试验结果表明,该装置测量的含水率误差小于1%,每分钟测量速度大于15次.该装置还预留了较大存储空间,可方便地应用到其它谷物水分的在线检测.无论从测量精度、速度还是装置的温度稳定性指标均优于现有装置.该方法的提出为在线谷物含水率快速、高精度测量提供了新的解决方案.