单片机控制磁粉制动器模拟加载系统的研究（第I报）：磁粉制动器性能…

进行了磁粉制动器动态性能研究，求出了传递函数和制动扭矩过渡过程的响应函数。设计了单片机控制系统，对单片机作为比例调节器进行了改进，求出了控制系统的传递函数和响应函数。通过改进控制系统和完善反馈程序，从外部改善了磁粉制动器的使用性能，提高了系统的加载精度和响应速度。     

单片机控制磁粉制动器模拟加载系统的研究(第Ⅰ报)——磁粉制动器性能试验及控制系统设计与分析

进行了磁粉制动器动态性能研究,求出了传递函数和制动扭矩过渡过程的响应函数。设计了单片机控制系统,对单片机作为比例调节器进行了改进,求出了控制系统的传递函数和响应函数。通过改进控制系统和完善反馈程序,从外部改善了磁粉制动器的使用性能,提高了系统的加载精度和响应速度。     

土槽试验计算机模拟加载系统的研究

针对土槽试验台车进行土槽试验，设计了以ＣＺ－２００型磁粉制动器作为加载装置的计算机模拟加载系统。研制了计算机直接数字控制系统，进行了磁粉制动器的动态性能试验，验证了加载系统的加载精度和响应速度。     

房车制动器的稳健优化设计

在建立合理的数学模型基础上，以传统优化设计的设计结果作为初值，充分考虑参数的各种干扰以及制造公差的影响，对电磁制动器结构参数进行了稳健优化设计。并对传统优化结果和稳健优化设计所得结果进行了比较、分析和讨论，结果表明，稳健设计后的电磁制动器的性能得到了较大的改善和提高。     

热机现象对湿式多片制动器设计的影响

产生于滑动盘片间的热机现象对湿式多片制动器的衬片压力和表面温度分布具有显著的影响,并已成为制动器破坏的主要原因之一。为了降低热机作用的影响,对对流换热系数、摩擦系数、摩擦速度和初始衬片压力分布等一些重要的设计和材料参数进行了详细的分析,针对湿式多片制动器设计方法提出了等温度设计的新观点。     

湿式多盘制动器时变不确定性优化设计方法

针对湿式多盘制动器在使用过程中受温度、磨损等随时间变化的不确定性因素影响,从而导致其制动性能下降的问题,该文建立了基于时变不确定性的多盘制动器优化设计数学模型,提出了一种基于不确定性因素的多盘制动器时变设计方法,并探索性地将其应用到制动器优化设计中,结果表明:利用该方法可以设计出任意时刻满足可靠度要求的制动器,为制动器可靠性动态安全评价提供了一种新方法,具有实际的工程意义。     

湿式多片制动器纸基摩擦材料摩擦特性试验研究

湿式多片制动器纸基摩擦材料摩擦特性受其工作条件的影响非常显著。该文通过对制动器盘片温度、速度和衬片压力等因素的正交试验分析,阐明了各项因素及其交互作用因素对其摩擦特性的影响程度,推导出制动器平均摩擦系数与盘温、速度和衬片压力等因素之间的回归方程,从而为新型湿式多片制动器的设计提供理论依据。     

拖拉机盘式制动器制动平顺性的研究

研究了盘式制动器制动过程平顺性,分析了影响制动过程平顺性的主要因素,指出碰撞是造成制动不平顺的根本原因。碰撞引起制动力矩相对增长率的突增,造成制动的不平顺。减小压盘凸耳和制动器壳体凸台间的周向间隙可减小制动时的冲击,有效地改善制动平顺性。     

磁粉包衣丸粒化蔬菜种子活力性能试验

为了满足磁吸式精密播种需要,提出了一种以滑石粉和细铁粉为填料的磁粉包衣剂。通过对白菜和甘蓝2种蔬菜种子的磁粉包衣丸粒化和磁化处理,试验研究了不同铁粉含量的磁粉剂在外磁场磁化作用下,对白菜、甘蓝种子发芽率、发芽势、活力指数的综合影响。试验结果表明：磁粉包衣丸粒化对种子早期萌发有抑制作用,但磁粉剂中铁粉质量分数控制在20%以内时,在磁场综合作用下,能明显提高种子后期的发芽率和活力指数,改善幼苗素质,促进幼苗根茎生长,根据试验得出的发芽率、发芽势、活力指数和幼苗素质,得到丸粒化用磁粉剂铁粉最佳质量分数：白菜种子为20%,甘蓝种子为10%,2种种子的磁化磁场强度为100 mT,研究结果为推动磁吸式精密播种技术的应用提供了试验依据。     

农用拖拉机液压盘式制动器

介绍了农用拖拉机液压盘式制动器的工作原理、主要特点,使用中的一些常见问题,以及保养措施。     

柴油机高压共轨系统轨压模糊控制与试验

为了改善发动机的冷起动性能以及有利于各工况切换时喷油的精确控制,该文针对采用高压共轨系统的柴油机,建立了基于模型的轨压控制策略,首先分析推导其数学模型;然后利用MATLAB/Simulink建立了轨压控制模型,轨压控制设计了前馈控制加反馈控制的轨压控制器,轨压反馈控制设计了传统的增量式PID(比例-积分-微分,proportion-integration-differentiation)控制器和模糊自适应PID控制器;最后对轨压控制模型进行了离线仿真验证;在此基础上利用硬件在环系统进行发动机台架试验,比较了2种控制器的控制效果。仿真和台架试验结果表明,模糊自适应PID控制器在目标轨压突变时的响应性(响应时间小于0.3 s)和跟随性以及稳定工况下轨压的稳定性(稳态误差小于2 MPa)方面都优于传统的增量式PID控制器,从而验证了控制策略模型的正确性。该研究提出的基于模型的轨压控制策略有助于实现柴油喷油的精确控制,可为柴油机共轨技术国产化提供参考。     

基于ET和水量平衡的日光温室实时精准灌溉决策及控制系统

为提高日光温室的灌溉水利用效率,充分发挥现有灌溉决策理论的指导作用,该文构建了基于ET和水量平衡方法的实时精准灌溉决策及控制系统。以句容布戴庄村樱桃番茄温室为试验对象,给出了利用ET和水量平衡方法的灌溉决策实施过程,即当田间蒸发蒸腾总量大于土壤中可供作物利用水分时触发灌溉,灌水量等于自上一次灌溉起蒸散量的总和。采用Java语言开发了灌溉决策软件ETSch,可实现以温室内气象数据为基础对不同地点的灌溉决策项目进行管理;设计了温室精准滴灌系统并研制了基于单片机的灌溉控制器软硬件,通过ETSch软件与控制器的连接,建立了从田间气象信息获取到灌溉决策软件运行,再到灌溉及控制系统的集成化自动精准灌溉模式。试验结果表明,该实时精准灌溉决策及控制系统的平均灌水总量控制平均误差为1.1%,系统运行稳定,节约人工;尽管采用ET和水量平衡方法低估了实际土壤含水率,但总体趋势一致,能实现合理有效的灌溉决策。该研究可为实现灌溉决策和控制系统的集成提供参考,为进一步提高灌溉效果和用水效率提供借鉴。     

东方红X-804拖拉机的DGPS自动导航控制系统

该文在东方红X-804拖拉机上开发了基于RTK-DGPS的自动导航控制系统。系统主要包括RTK-DGPS接收机、导航控制器、转向操纵控制器、电控液压转向装置和转向轮偏角检测传感器。其中转向操纵控制器、转向轮偏角检测传感器和电控液压转向装置构成转向轮偏角的闭环控制回路,该回路可根据导航控制器提供的期望转向轮偏角实现偏转角的随动控制。将拖拉机运动学模型和转向操纵控制模型相结合,建立了拖拉机直线跟踪的导航控制传递函数模型,模型的输入是横向跟踪误差,输出是期望的转向轮偏角。设计了基于PID算法的导航控制器,仿真分析了系统稳定性和动态响应性能,确定了PID控制参数的较佳取值。针对东方红X-804拖拉机转弯半径大的特点,采用跨行地头转向控制方式,提出了具体的控制流程及算法。田间试验结果表明：采用所设计的DGPS自动导航控制系统,在拖拉机行进速度为0.8 m/s时,直线跟踪的最大误差小于0.15 m,平均跟踪误差小于0.03 m,所提出的跨行地头转向控制方法对试验拖拉机具有良好的适用性。     

基于模糊控制的流量控制阀仿真

采用小型针阀、直流电动机及减速器设计了机电流量控制阀,解决了变量喷雾过程中药液微小流量的控制问题。构建了机电流量控制阀传递函数的数学模型,并为之设计了模糊控制算法。对该流量控制阀进行了模糊控制和PID控制的MATLAB仿真,结果表明：模糊控制在响应速度和超调量方面优于PID控制,稳态误差两者均在±3.0%以内。     

直流伺服控制系统的转速控制

基于反馈控制原理,该文提出应用电流放大器与电压放大器系统作为控制手段,使被控制对象严格按照各种特定的转速分布特性工作,其控制系统结构简单,精度高,操作方便。在分析中,获得了输入信号与转速以及负载转矩与转速的传递函数,进而分析了对于输入信号和负载转矩的转速响应的瞬变过程。     

小型履带式油菜播种机导航免疫PID控制器设计

针对适应于长江中下游地区稻茬田土壤黏湿、小田块的轻简化播种机智能化问题,设计了一种基于免疫PID的小型履带式油菜播种机导航控制器。以小型履带式油菜播种机为基础,利用电磁铁对其转向系统进行电控改装,采用高精度北斗定位模块和电子罗盘进行组合导航,获取履带式播种机的位置和航向信息作为导航控制器的输入,设计了小型履带式油菜播种机自动导航控制系统。建立了履带式油菜播种机运动学模型和转向角传递函数,利用Matlab仿真和实地导航试验对常规PID控制和免疫PID控制进行了对比试验。仿真表明:在相同参数条件下,与常规PID相比,免疫PID控制具有响应快、超调量小、平均跟踪误差小等特点;路面试验表明:当播种机速度为0.50m/s时,免疫PID控制器直线跟踪的平均绝对偏差为4.2 cm,最大跟踪偏差为11.9 cm。田间试验表明:当播种机速度为0.50 m/s时,免疫PID控制器直线跟踪平均绝对偏差为5.8 cm,最大偏差不超过15.2 cm,能够较好地满足播种机导航作业要求,该研究可为履带式播种机的自主导航提供了技术参考。     

农用运输车制动系优化设计与仿真计算

根据农用运输车在制动时的受力分析,给出了制动力分配比β的极限关系式,并对制动系统主要元器件的参数选取对农用运输车制动性能的影响进行了分析,提出了在各种制动强度下,整车具有良好制动稳定性、较高制动效率的一种优化设计方法。在常用路面附着系数范围内,进行了仿真计算与试验。该方法可明显地减少设计时的计算工作量,且可对设计结果进行初步的预测。     

基于遗传算法的液肥变量施肥控制系统

为解决大田牵引式液肥施肥机的变量施肥作业精度不高、施肥流量不均匀以及肥料浪费问题,该研究针对液肥变量施肥控制系统,基于遗传算法的模糊PID(Proportion Integral Derivative)对电动比例阀的控制过程进行优化。首先对牵引式液肥变量施肥机的控制过程进行分析,建立液肥变量施肥控制系统的负反馈控制模型。根据控制系统要求,将模糊控制规则进行染色体编码,通过选择、交叉、变异等遗传算子对模糊控制规则进行仿真寻优,得到最优模糊控制规则表。依据得到的最优模糊控制规则对模糊PID控制器进行设置,并通过MATLAB软件进行仿真分析,结果表明,基于遗传算法的模糊PID控制的响应时间为4.86 s,小于传统PID控制的8.4 s和模糊PID控制的7.32 s。搭建试验平台进行液肥变量施肥控制系统流量控制的稳定性试验和变量控制试验,得到传统PID、模糊PID以及基于遗传算法的模糊PID在系统稳定运行时流量控制的相对误差分别为5.19%、3.40%、1.14%,响应时间分别为5.19、4.12、3.21 s,基于遗传算法的模糊PID较传统PID的相对误差减少了4.05个百分点,响应时间减少了1.98 s;基于遗传算法的模糊PID较模糊PID的相对误差减少了2.26个百分点,响应时间减少了0.91 s。基于遗传算法的模糊PID对液肥流量的控制效果优于传统PID和模糊PID,本文控制方法为变量施肥的研究提供了一种可行方案。     

湿式多片制动器油槽内对流换热系数的数值计算

在已求得湿式多片制动器油槽内三维抛物流流速场的基础上，采用控制容积法进一步计算出摩擦盘在不同速度下，油槽内流体的温度场，并利用边界层理论，最终计算出冷却油与摩擦副之间对流换热系数沿径向的变化规律，从而为湿式多片制动器的开发设计提供了理论依据