供水管网气液两相流关阀水锤

为对管道内气液两相流时关阀水锤工况进行模拟研究, 对给水管网内部气液两相同流的流态进行简化后采用自编C++语言水锤分析软件,以安徽省六安市霍邱县经开区给水工程树状管网为例,先建立末端关阀水锤的水锤计算模型,再对不同组合的末端关阀水锤进行模拟和分析计算.计算结果表明气液两相同流时,若给水管道产生末端关阀水锤,则水锤波会向临近的主干管及其他连接的支干管扩散.管网末端阀门全关的极端不利工况时,相较于不含气,含气率为10%的工况导致的末端关阀水锤振幅更大;含气率为10%的极端不利工况时,相较于部分关阀,管网末端阀门同时全关所产生的关阀水锤振幅更大,其关阀水锤的升压超过4.5倍的稳态压力,因此末端关阀水锤对给水工程危害极大.“无频动消锤控流控位阀+箱式双向调压塔+普通排气阀+恒速缓冲排气阀”的水锤防护措施对末端关阀水锤预防效果优秀.     

一种消能通道与过鱼通道独立的新式Tesla阀鱼道及其水力特性研究

Tesla阀特殊的结构形式，可以将反向流入的水流分别导入直/弯两组通道，并在导流柱末端摩擦碰撞进行消能，使池室内流速大大削弱。这种独特的流动特性非常适合用于设计鱼道，然而直接移用Tesla阀原始结构作为鱼道已被证实具有显著局限性。对原Tesla阀鱼道进行了结构优化，通过调整池室直/弯道宽度比，镂空导流柱并增加开口端长度等措施，得到了一种消能通道与过鱼通道相对独立的新式Tesla阀鱼道。利用数值模拟对比了优化后Tesla阀式鱼道与原方案的水力特性参数，重点分析了新式Tesla阀鱼道的流速变化规律、流场及紊动能分布情况。结果表明：新式Tesla阀鱼道相较于原方案具有明显优势，在保证消能效率不变的前提下，有效改善了池室流态，整体流速和紊动能较原方案更小。新方案显著提升了休憩区占比，池底比降范围为1%～3%时，原Tesla阀鱼道中休憩区占比为8.5%～1.2%，而新式Tesla阀鱼道内休憩区占比为44.7%～25.8%，增加了鱼类上溯成功的可能性。新方案池室内流速和紊动能随着底坡比降增加而增加，但过鱼通道内始终保持较低流速，而大流速主要出现在消能通道内。前两级池室消能通道中最大流速增涨率较高，...     

变量喷雾流量阀的变论域自适应模糊PID控制

为解决变量喷雾过程中实时混药时农药微小流量的控制问题，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。构建了机电流量控制阀传递函数的数学模型，并为之设计了变论域自适应模糊PID控制算法。对该流量控制阀进行了变论域自适应模糊PID控制和PID控制的MATLAB仿真，比较结果表明：PID控制的响应时间为3.5 s，最大超调量约为39.0%，变论域自适应模糊PID的响应时间为0.93 s，超调量最大不超过2.9%。系统稳定性，准确性和快速性等指标完全满足农业技术要求。     

一种联合整地机的伺服传动系统优化研究

联合整地机作为一种复合型农业装备,在农业生产中占有重要地位。为了进一步提升整地作业效率,针对联合整地机的伺服传动系统展开优化研究。通过明确其结构组成与作业特点,基于伺服控制机理,搭建合理的传动系统控制模型,进行伺服控制算法优化与核心组件相适应配置后,展开整机作业试验。试验结果表明:经优化后的联合整地机,实现了提高伺服控制与响应精度的目标,整地作业后的土壤均匀性可提升在90%以上,整机工作效率相对提高了9.31%,保持了较好的种子生长环境与有机肥基质,从自动、智能的角度改善农机设备的组成的优化理念,对于智慧农业的发展有很好地推动作用。     

可调阻尼阀参数对油气悬架阻尼特性的影

设计了一种阻尼可调的油气悬架,在分析其结构和工作原理的基础上,建立了油气悬架非线性阻尼数学模型.应用Matlab/Simulink软件,分析了可调阻尼阀各结构参数对油气悬架阻尼特性的影响,并对仿真结果进行了试验验证.结果表明,通过合理选择串并联节流孔大小、单向阀最大开度以及单向阀弹簧预压缩量等阻尼阀结构参数,可以得到较为理想的油气悬架阻尼特性.     

套筒开孔对双层套筒阀流动特性的影响

为了研究内外层套筒小孔孔径对双层套筒阀流量系数和压降流动特征的影响,采用计算流体动力学方法,建立了稳态可压缩过热蒸汽流动的数值模型.对比分析了全开工况下不同内外层套筒开孔孔径组合模型流量系数和压降流动特性的差别.结果表明:内外层套筒不同孔径对于每层套筒的压降有明显影响,内外层套筒开孔孔径等比例放大对每层套筒压降几乎没有影响.只增大外层套筒孔径时,套筒间隙处流体流速不断增大;内外层套筒孔径等比例放大时,套筒间隙处流速变化波动减小.当双层套筒阀需要小幅度提升流量系数时,可以增大外层套筒开孔孔径;当双层套筒阀需要大幅度提升流量系数时,可以对内外层套筒开孔孔径同时等比例增大.研究结果对于套筒阀套筒开孔孔径的设计具有一定的指导意义.     

番茄枝叶修剪机械手视觉伺服控制系统研究

为解决番茄枝叶修剪机械手无法准确找到番茄侧枝修剪点的问题，保证番茄枝叶修剪机械手工作效率，提出基于不同边缘类型的番茄侧枝特征点识别方法。在粒子群算法优化的神经网络(PSO-BP)的基础上设计“眼在手上”视觉伺服控制系统。通过对番茄植株横纵边缘分割，分别进行横向边缘和纵向边缘的提取，用阈值分割除去番茄叶片的短边缘，并记录其交点横纵坐标，限制交点分别在横向边缘的上边缘和下边缘，得到对偶的番茄侧枝点。试验结果表明，所设计的视觉伺服系统能成功的识别番茄侧枝点，仿真试验测试得到图像特征的实际值和期望值误差在3~5个像素之间，五自由度的机械手能在4 s内移动到期望位置，为农业修剪枝叶机器人进一步研究提供参考。     

阀控非对称缸系统多级滑模鲁棒自适应控制

考虑阀控非对称缸系统的特性,设计了一种基于逆向递推方法的多级滑模鲁棒自适应控制器。首先采用Backstepping逆向递推技术和状态反馈线性化的方法,给出系统的多级滑模控制器。然后依据Lyapunov稳定性理论,得到系统不确定参数的自适应律,并在自适应控制中引入鲁棒控制的设计方法,实现对活塞位移的精确位置跟踪控制。实验结果表明,多级滑模鲁棒自适应控制具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。     

压电型电液伺服阀控制参数优化

根据伺服阀工作特点、设计及调试的需要,以积分分离PID作为控制算法,优选了伺服阀伺服控制系统的控制参数,构建了数字控制器.通过实验对控制效果进行了验证,分析了控制器控制参数对其性能的影响,给出了选择原则.通过试凑法,当取比例系数为5.3、积分时间常数为0.35、微分时间常数为3.0时,阀芯位移的上升时间小于6 ms,得到较好的控制效果.