果园货运链索横向振动非线性控制

为有效抑制果园货运链索行进过程中的横向振动,提出采用一种非线性边界控制方法进行链索横向减振主动控制。考虑到多边形效应对链索振动造成的影响,基于Hamilton原理建立了复杂工况下轴向行进链索和边界作动器的动力学耦合模型。通过构建广义能量函数作为系统的Lyapunov函数,设计了受控链索的控制规律,进行了链索横向振动闭环系统的渐近稳定性证明推导。仿真与试验结果表明,通过作动器引入控制力,链索横向振动在主动控制率的作用下能够在5个周期内被有效抑制。该文为货运行进链索的振动控制研究提供了理论参考。     

果园链索系统横向运动共振条件及频率分析(英文)

为抑制果园链索货运系统的横向振动,需要预测振动频率特性的影响因素及其关联性。基于弦线理论和链传动特性,建立了拉普拉斯域内的横向振动微分方程,得到了系统运行的临界速度。对托索轮与链环之间的多边形效应进行了研究,确定了共振响应的行进速度条件。通过偏微分方程的数值求解,分析了链索初始张力、行进速度和载重质量对链索横向振动频率的影响关系,并进行了试验验证。试验条件下,行进速度、载重质量和张紧力的实际频率值与数值求解值的相对误差范围分别为1.4%~27.6%,6.1%~14.2%和14.7%~24.3%。结果表明系统一阶固有振动频率与张紧力正相关,与行进速度、载重质量负相关,所提出的模型能预测链索系统的运行参数对横向振动频率的影响。该研究为系统运行参数的优化提供了设计参考,并为链索货运系统受风雨激励影响和稳定性控制的研究提供了理论基础。     

风荷载作用下三种乔木对边坡变形和稳定的影响

植被对边坡稳定影响机制是全世界性的课题，研究多集中于根系固土能力和边坡稳定性增益方面，针对植被边坡土体变形和稳定性对风荷载作用的响应机制并不清晰。为探讨风荷载作用下土体应力发展和稳定性影响规律，该研究基于前期调查选取缙云山3种典型乔木（杉木、润楠、大头茶），采用Geo-studio建立边坡数值模型，分析了各坡体模型在不同风速下的应力、位移和边坡稳定系数。结果表明：1）风荷载作用下，在根土盘位置出现了应力集中现象，迎风侧根土盘上部和下部表现为压力和张力，背风侧则相反；随风速和坡度增大，整体转动趋势加剧，总位移中坡位>上坡位>下坡位。2）当坡度较小时，边坡稳定系数随风速增大先轻微增大后迅速降低，坡度较大时，稳定系数随风速变化单调递减。45°陡坡在最大风速（30 m/s）下，大头茶、润楠和杉木的安全系数较无风时分别降低3.6%、27%、11.8%，大头茶边坡在风荷载下平均应力和总位移最小，稳定性受风荷载影响最小。3）林冠宽度、根盘直径对边坡稳定性影响的极差随风速增大而放大，冠高和根盘深度的极差变化不大，林冠宽度和根土盘直径参数为主要影响稳定性的主要因子。类似大头茶具有较大根土盘直...     

轮式拖拉机振动系统横向固有频率理论建模及验证

为了进一步研究拖拉机的振动特性,对拖拉机振动系统的横向固有频率进行研究,建立了无悬架拖拉机横向和侧倾2自由度振动模型,推导出拖拉机横向固有频率的理论计算公式。以江苏常发集团CF700型拖拉机为研究对象,用理论与试验相结合的方法进行了试验验证,试验分别在5、9、11、13和15 km/h的行驶速度下测得拖拉机的横向固有频率,并与其相应的横向固有频率理论计算值进行比较。结果表明,理论计算值与试验值最大相对误差为1.11%,验证了横向固有频率理论计算公式的准确性,该研究为拖拉机座椅横向减振系统的设计提供了重要参考。     

考虑自然风的气辅式喷雾雾滴飘失特性建模与补偿

气流辅助喷雾在雾滴减飘方面确有效果,然而大田作业时,其减飘效果受到自然风、喷雾流量、风筒出口风速、喷雾角等多种工况的严重影响。该文采用多相流计算流体动力学软件,建立三维流场几何模型,依据不同工况参数对雾滴漂移特性的影响,利用均匀设计安排试验方案,研究雾滴在自然风、辅助气流综合作用下在连续相和雾滴粒子离散相的耦合规律,通过流体动力学仿真完成训练样本采集,采用多元相关向量机回归方法建立不同自然风速下减飘模型,并通过模糊决策支持系统对作物茂密程度和喷嘴与冠层间垂直距离进行控制参数修正。试验结果表明：多元相关向量机回归模型预测飘失率的平均绝对百分比误差为2.56%,自然风扰动中实测和预测飘失率平均误差为8.92%,其飘失规律与所建飘失模型基本吻合。研究结果可为面向雾滴沉积效果的喷雾主动控制系统设计提供参考。     

低风速适用型水平轴风力机气动性能优化与试验

为开发低风资源适用型风力机,以100 W水平轴风力机为研究对象,分析不同设计叶尖速比和设计攻角对风轮变风况气动性能的影响;考虑低风速地区风资源数据统计特点,以提高年发电量和降低启动风速为目标,以设计叶尖速比、设计攻角、叶片弦长和扭角为变量,采用NSGA-II算法进行全局多目标气动寻优;开展风力机性能测试试验。结果表明,优化后年发电量提高了9.14%,风轮启动转矩提高了9.62%;在不同负载条件下,优化叶片功率输出均有明显提高,启动风速由3.84 m/s降低到3.03 m/s;该方法避免设计陷入局部优化,提供一种低启动风速与高功率输出矛盾解决方案,为低风速水平轴风力机设计与应用提供重要参考。     

华南型单栋塑料温室风荷载模拟试验研究

该文对华南型单栋塑料温室的风荷载特性进行了风洞模拟试验研究,测量了在16种不同风向角下温室风荷载体型系数大小和分布规律,详细讨论了屋檐、天窗等外伸部位对温室风荷载分布的影响。试验结果表明,华南型温室中的屋檐和天窗使其风荷载分布与建筑结构荷载规范的规定有较大区别,屋檐、屋脊、两端和天窗均为风荷载集中的部位。抗风设计应主要考虑与温室侧墙垂直的风荷载,在温室端部应设置支撑或提高屋檐和屋脊结构强度     

硬件在环秸秆切割仿真试验平台初步设计

为在实验室条件下,仿真模拟收获机械在田间工作的收割和行进工作环境,该文基于硬件在环技术搭建了秸秆类切割仿真及试验平台,提出一种螺旋绞龙供料系统,实现了物料的连续供给,并利用离散单元法对其进行物料的碰撞、运动方向及箱内分布仿真分析,根据仿真结果优化了螺旋绞龙供料系统结构并验证了设计的合理性和可行性。根据车辆行进道路模拟试验理论,设计了一种模拟收获机械田间行走的振动台,采用PLC编程软件Gxworks2、触摸屏编程软件SKWorkshop V5.0.2和组态软件kingview6.60SP1进行上位机编程,利用加速度、转矩传感器及上位机仿真模拟,检测和给定试验过程中所需的控制与反馈信号。试验结果表明:当螺旋绞龙转速维持在450~500 r/min范围内且保持振动台振动频率为4.12 Hz时,割刀输出平均转矩近似为田间收获秸秆时的输出转矩,即割刀实际工作情况接近田间收获机械工况。该研究可以为收获机械设计提供试验参考数据,为农业机械模拟可靠性测试标准制定提供技术参考。     

板栗气体射流冲击干燥特性和工艺优化

为了解决板栗深加工中的干燥问题,将气体射流冲击干燥技术应用于板栗干燥,研究了板栗仁在不同风温（70、75、80和85℃）和风速（10、12、14和16 m/s）下的干燥特性;根据单因素试验结果进行了风温、风速和预处理（不烫漂、100℃热水烫漂和100℃蒸汽烫漂）的正交试验。试验结果表明：板栗的整个干燥过程属于降速干燥,风温和风速对板栗的干燥速率均有显著影响,但风温对其的影响比风速更为突出;正交试验各因素对明亮度、蓝黄值和感官评分的影响顺序为：预处理＞风温＞风速,对缩短板栗干燥时间的影响顺序为：风温＞风速＞     

车用离心风机转子系统振动特性分析

为分析风机转子系统的振动特性,利用扰动力法建立了水润滑轴承刚度阻尼的非线性模型,完成了轴承-转子系统的动力学建模;基于转子系统的有限元模型,计算了转子系统的临界转速并进行了试验验证;分析了离心风机振动激励源,之后对转子在质量不平衡激励和轴承不对中激励下的振动特性进行了分析。结果表明,在质量不平衡激励下,转子系统振动的峰值频率主要位于整数倍频及半倍频处,其中以旋转基频和半倍频的振动为主;在轴承不对中激励下,转子系统振动的峰值频率主要位于整数倍频处,其中最主要的振动频率为旋转基频,其次为2倍频。该文对风机转子系统振动特性的分析对后续的整车振动与噪声分析,以及整车乘坐舒适性的改进提供了参考。     

套管弹簧减振器控制的林木减振风洞试验

为了减轻林木的风致振动灾害,该文基于减振控制理论研制了4个套管弹簧减振器,并分别对4株新疆杨试件实施风致减振控制。在自制的简易风洞中模拟自然风环境,进行有、无减振器作用的减振对比试验,得到了风致动态应变、风致动态位移、风致动态速度及风致动态加速度响应特征对比曲线。结果表明:在林木上粘贴的电阻应变计及装设的电荷加速度计能够测得林木的风致动态响应;在林木上安装该文研发的套管弹簧减振器能有效降低林木的应变、位移、速度及加速度等风致动态响应峰值,并能很好地对林木实施风振控制。该文研发的套管弹簧减振器构造相对简单,造价低廉,耐候性好,适合大面积推广,尤其适合立地条件困难地区的林木风灾保护。应用该文研发的套管弹簧减振器对林木风灾实施保护,开辟了林木风灾保护的一条新途径。     

轮胎胎压和车速对无悬架拖拉机横向乘坐振动特性的影响

为研究轮胎胎压和行驶速度对驾驶员横向乘坐振动特性的影响,该文以两轮驱动式无悬架国产拖拉机为研究对象,建立无悬架拖拉机横向-垂向平面三自由度模型,通过仿真和试验相结合,分别获取不同轮胎胎压和行驶速度下拖拉机座椅处横向加速度功率谱密度、横向加速度均方值以及总加权加速度均方根值,并分析各自的影响规律.结果表明:拖拉机座椅处横向固有频率试验值与理论计算值的最大相对误差为4.67%,座椅处横向加速度均方根试验值随后轮胎胎压和速度的变化规律与仿真是一致的,且试验值比仿真值要小,其相对误差最大值为5.26%,误差均在可接受范围内,表明建立的理论和仿真模型是可行的;前轮胎压的变化对两轮驱动式拖拉机乘坐横向振动特性的影响不大;当轮胎胎压不变时,试验获取的拖拉机座椅处总加权加速度均方根值随行驶速度的增大而增大;当行驶速度不变时,总加权加速度均方根值随后轮胎压的增大而波浪式增大.该研究为拖拉机多维减振悬架系统的设计提供参考.     

农用车载电子设备多介质耦合型双级减振系统设计探讨

农用车载设备通常存在较恶劣的振动环境，对其精密电子设备工作可靠性提出了很高的要求，需要采用双层减振系统对其防护方能满足使用要求，该文基于此工程应用要求，提出了一种多介质耦合型非线性双级减振系统的数学模型，考虑了平方阻尼、线性阻尼、库伦阻尼及非线性弹性元件的耦合；引入LAPLACE变换对模型进行了理论特性近似求解；具体讨论了确定性激励和随机激励时工作特性与减振器参数选择的方法，推导了相关加速度、速度和位移的均方值计算公式，结合案例说明工程设计应用；为双层减振系统进一步研究如参数设计和选择提供了理论参考。     

风轮典型振型动态频率的间接测试和识别方法

基于多种混合振动信号传递中各组成信号的频率保持特性,建立了风轮典型振型动态频率的间接测试和识别方法,并利用试验测试与数值仿真相结合的方法佐证了该方法的可靠性。具体方法是在电机前端部靠近风轮处布置加速度传感器捕获沿风轮轴向的加速度时域信号,通过快速傅里叶变换(fast fourier transformation,FFT)获得被测信号的频域特征,进而结合风轮模态振型及频谱特征识别其典型振型动态频率值。经与数值仿真结果比较,测试相对误差控制在5%以内,精度较好。同时,由于该方法无需在叶片表面大量布装传感器,故具有在不破坏叶片表面原有形态,完整保留风轮流场和结构场特征的前提下简捷获取风轮典型振型动频值的测试优势,有效解决了现今风轮典型振型在运行工况时动态频率值监测难、识别难的技术困境,同时可为风轮健康监测提供参考。     

基于Matlab/Simulink直驱式永磁风力发电系统的建模与仿真

直驱式风力发电系统不需要电励磁、噪声小、维护费用低、控制简单,在风力发电系统中越来越受到欢迎。在Matlab/Simulink环境下,建立了直驱式永磁同步发电机的风力发电系统仿真模型,模型通过对风速、风力机、永磁同步发电机、全功率变流器进行理论分析实现模型搭建,最终建成整个风力发电系统模型。仿真结果表明,系统能够在不同风速下稳定运行,最终输出的电压波形近似正弦,谐波含量小。     

栓皮栎幼苗叶气温差随太阳辐射和风速变化的列线研究

为了探索太阳辐射、气温和风速对栓皮栎幼苗叶温(LT)的影响,以及LT与Gates气候空间列线的一致性,在晴天条件下,控制小气候风速因子,测定气温、LT和太阳辐射,研究不同风速条件下栓皮栎幼苗叶气温差（LATD）随太阳辐射的变化。并依据Gates气候空间理论和图解方法,确定栓皮栎幼苗的气候空间列线。结果表明：静风时栓皮栎幼苗LATD随太阳辐射的增加而增加,二者呈线性关系;冠层温度衰减（CTD）随太阳辐射强度增加而增加,但随着风速的增大,CTD随太阳辐射而增加的幅度逐渐减小。风速为0.8m·s^-1时,CTD随太阳辐射变化的趋势线斜率逐渐趋近于0,表明不同风速条件下的栓皮栎幼苗叶片CTD随着太阳辐射强度的增加呈线性增加趋势;随着风速的增加,该线性关系形成斜率逐渐变小的列线,列线与Gates气候空间理论的上限趋势一致,列线上的点与生物学上限温度(BMT)相加可以表达栓皮栎幼苗叶片气候空间上限。