基于BAS-BP模型HMCVT换段液压系统故障的诊断方法

[目的]为了提高液压机械无级变速器(HMCVT)换段液压系统的平稳性和安全性,设计了一种应对换段液压故障的诊断方法。[方法]利用自主研发的液压机械无级变速器试验平台,获得5种油路故障状态模式数据集;通过数据预处理及随机抽取的方法得到120组单一故障样本集和21组组合故障样本集,基于天牛须搜索算法(beetle antennae search, BAS)和BP(back propagation)神经网络,对处理后的120组单一故障样本建立了故障诊断模型;对标准BP神经网络模型和优化型BP神经网络模型进行试验测试和比对研究。[结果]所使用的BAS-BP方法对试验样本实现了5种油路状态模式分类;与标准BP神经网络相比,BAS-BP方法可以更好防止网络受限于局部极小值,且故障诊断正确率提升10%。[结论]与常规优化算法相比较,BAS-BP方法所需训练时间短、收敛速度快,算法运行速率提升85.76%,拥有更好的稳定性和判别精度。特别需要指出的是,该方法对于组合故障的判别仍然有效。     

人字形花纹轮胎压实土壤垂直应力分布规律研究

为了完善人字形花纹轮胎在影响因素下压实土壤形成的垂直应力分布规律,并且明确这些因素对于垂直应力的影响,该文使用应力传感器在自主设计并搭建的单轮土槽试验台架上,进行人字形花纹轮胎压实土壤表层垂直应力分布规律的研究,并利用多元线性回归法建立垂直应力和影响因素之间的预测方程,主要结果:1)当胎压为69kPa时,土壤-轮胎表层垂直应力分布曲线相对平坦并且垂直应力峰值渐渐发生在距离轮胎边缘1/4处,而当胎压为138和207kPa时,垂直应力峰值发生在轮胎中心处;2)载荷对于垂直应力的影响最大,然后依次是胎压、行驶速度、纵向距离和横向距离;3)垂直应力与胎压和行驶速度成线性关系,与载荷、横向距离和纵向距离成抛物线关系;4)轮刺产生的垂直应力是胎面产生的垂直应力的1.2～2.3倍,而且越靠近轮胎宽度方向的边缘,轮刺的影响越大。研究结果能够对拖拉机的通过性分析提供有力的理论分析依据,基于建立的预测方程,在实际应用中通过改变这些影响因素值的大小,减小垂直应力,从而减小土壤压实。该研究可为拖拉机的通过性分析提供理论依据。     

串联式混合动力拖拉机分动箱的设计与试验

设计的串联式混合动力分动箱由输入轴、中间轴、输出轴以及轴上齿轮和一对滑移齿轮组成。为减小分动箱体积,同时满足配套旋耕机较大耕深需求,在满足结构、强度、刚度等约束条件下,以分动箱总中心距和齿轮总体积最小为目标函数,建立了分动箱参数优化的数学模型。采用基于改进粒子群算法(PSO)的参数优化策略,优化结果表明,与基本粒子群算法相比,改进后的粒子群算法在收敛速度和收敛精度方面均有明显提高,改进后的齿轮总体积减小了2.9%,优化精度提高了1.5%。分动箱运动学仿真及试验结果表明,优化后的分动箱动力输出轴(PTO)动力性能符合要求,能够满足配套旋耕机的工作要求。     

超临界CO2萃取南烛叶有效成分的色谱分析

用超临界ＣＯ２对南烛叶冻干粉进行萃取,并对萃取物进行气相、高效液相色谱分析。结果表明,南烛叶中含有Ｃ０１６（棕榈酸）、Ｃ０１８（硬脂酸）、Ｃ１１８（油酸）、Ｃ２１８（亚油酸）、Ｃ３１８（α－亚麻酸）和Ｃ０２０（花生酸）等６种脂肪酸,其中Ｃ３１８（α－亚麻酸）含量最高,达３６．４％;南烛叶还含有槲皮素和其它黄酮类化合物,槲皮素在萃取物中占３．５２％,黄酮总量占１１．６４％。     

拖拉机电液悬挂系统力位综合调节控制技术的研究

设计拖拉机电液悬挂系统,实现力、位信号以及控制阀信号的采集,利用模糊算法控制系统,设计模糊控制器,对整个系统进行试验,试验证明系统各项性能基本满足设计要求。     

设施园艺移动平台分布式驱动自适应防滑控制

针对设施园艺特殊作业场景对电驱移动平台灵活作业与高操纵稳定性需求,该研究设计了一种四轮轮毂电机独立驱动的分布式设施园艺电驱移动平台,并提出了一种可提高转向灵活性与稳定性的自适应防滑控制策略。在该控制策略中,首先构建电驱移动平台动力学模型与Ackermann差速转向模型,结合速度瞬心原理及轮胎侧偏角确定各车轮转向目标转速;其次,为提高电驱移动平台对时变附着系数的适应能力,采用改进的强跟踪自适应无迹卡尔曼滤波算法设计复杂路面识别器,实现对路面附着系数准确估计;最后,设计基于自适应滑模算法的防滑控制器,根据路面附着系数估计值确定车轮相对最佳滑转率并实时控制滑转率。为验证所提控制策略的有效性,开展了Carsim-MATLAB/Simulink联合仿真与分布式设施园艺电驱移动平台实车试验。试验结果表明,所提控制策略可准确估计复杂道路下路面附着系数,降低车轮滑转率误差;在不变路面、对接路面与对开路面3种工况下,左侧车轮滑转率误差分别为0.031、0.015和0.038,右侧车轮滑转率误差分别为0.026、0.005和0.028;在不变路边随机路面实测路况下,电驱移动平台路面附着系分别数约为0.44和0.47,最大滑转率分别约为0.69和0.68,有效抑制了轮胎转向时的过度滑转,提高了电驱移动平台的行驶稳定性。研究可为设施园艺车辆驱动防滑控制提供具体理论依据和实施方案。     

剪式座椅和前桥空气悬架匹配对拖拉机振动特性的影响

以常发CF700型拖拉机为研究对象,基于MATLAB/SIMULINK为研究平台,选用布置空气弹簧的剪式座椅悬架和前桥空气悬架,建立拖拉机系统的四自由度平面振动模型。通过仿真分析得到,拖拉机机身质心垂向加速度均方根值、俯仰角方向加速度均方根值、座椅垂向加速度均方根值以及前轮胎动载荷均方根值较无悬架拖拉机系统分别下降了16.92%、36.82%、32.71%和20.57%。在GB/T 10910-2004规定的100 m较平滑跑道上对样机进行振动测试并与同等条件下的仿真结果对比,结果表明平均误差率为11.37%,在可接受的范围内,仿真结果可以真实反映拖拉机的振动趋势。     

拖拉机电液悬挂系统力位综合控制策略研究

设计了一种空间布局合理、结构简单的电控液压悬挂系统,概述其结构组成、工作原理,并提出力位综合调节控制策略.该系统可以根据耕作情况,通过ECU实现悬挂的力和位置控制,同时实现基于模糊控制的力位综合调节反馈.通过对系统进行台架试验,所设计的模糊控制器可实现理想的力位综合调节.     

拖拉机电液转向系统的变论域两级模糊PID控制研究

[目的]拖拉机在田间转向过程状态多变且环境恶劣,对转向系统控制精度和算法适应能力要求较高,故研究设计变论域两级模糊PID控制方法在拖拉机电液转向系统上的应用.[方法]在分析了电液转向系统的结构原理的基础上,建立了其主要组成部分数学模型,然后将变论域两级模糊PID方法(VFFPID)引入到控制器设计中,进行蛇形跟随性、转向响应性仿真试验,并同时与模糊PID控制算法(FPID)和基于函数型变论域模糊PID算法(XFPID)作对比分析.[结果]蛇形跟随性试验结果表明:拖拉机电液转向系统在VFFPID的控制下,转向油缸位移最大误差只有±1.43 mm,比FPID降低了49.5％,比XFPID降低了40.7％.响应性试验结果表明:在VFFPID控制下,转向油缸执行响应时间为0.123 1 s,比FPID缩短了17.8％;转向油缸位移平均误差为0.121 9 mm,是XFPID的28.3％.[结论]拖拉机电液转向在VFFPID的控制下油缸位移最大误差、平均误差更小,执行响应时间更短,具有更好的跟随性和控制精度.     

基于分形插值的三维路面重构与分析

原始精细的路面谱是研究车辆与路面耦合的重要基础,对车辆的通过性和噪声、振动及不平顺性NVH(noise,vibration and harshness)分析有重要的应用价值。为了构建与原始路面相同或相近的路面谱,利用非接触式激光路面不平度仪测量沥青路面、水泥路面、比利时路面和砂石路面的三维路面不平度;基于分形理论,采用迭代函数法重构这四种路面谱;结合路面不平度的统计特性评价指标和分形维数对四种路面的原始谱和重构谱进行评价。研究结果表明:重构前、后路面谱的平均值、标准差、峰度系数以及分形维数变化范围在±5%以内,除水泥路面的偏态系数变化范围均在±9%以内,重构路面谱与原始谱具有一致性;重构路面谱保持了原始路面的结构特性,并具有路面的细微结构。