基于脉宽调制的文丘里变量施肥装置设计与试验

为利用文丘里施肥器实现变量施肥,基于脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术设计了一种水肥一体化变量施肥装置,它主要由压力变送器、文丘里施肥器、脉冲电磁阀及控制器组成。通过改变PWM的占空比对脉冲电磁阀进行控制以改变文丘里施肥器进出口压力差,从而改变文丘里施肥器的吸肥量。以压力变送器检测管道入口压力,通过试验标定的方法将入口压力转化为相应的流量信息,从而获得施肥量和施肥质量分数。在多个入口压力水平下进行了试验,试验结果表明:电磁阀PWM控制的最佳频率为6 Hz;入口流量与入口压力呈线性正相关关系,决定系数为0.9936;施肥装置的最佳入口压力范围为0.15～0.25 MPa,在此压力范围内改变PWM的占空比对电磁阀进行控制,可实现施肥质量分数在1.25%～9.13%范围内可调。     

脉宽调制间歇喷雾变量喷施系统的静态雾量分布特性

由于脉宽调制(PWM)间歇喷雾式变量喷施系统的间歇喷雾特性,其雾量分布均匀性较难控制,为此该文采用隔膜泵、比例溢流阀、高速开关电磁阀、TR80-05型空心圆锥雾喷头和工控机测控系统等构建了一套PWM间歇喷雾式变量喷施试验系统,并对其静态雾量分布特性进行了试验研究。在不同喷雾压力、不同PWM信号频率和占空比下,采用矩阵式雾量收集装置对PWM喷头的静态雾量分布进行了测试,并采用非线性回归分析法确立了喷雾压力0.3MPa、PWM信号频率2Hz、不同PWM信号占空比下的集雾单元尺度上的静态雾量分布模型。结果表明:TR80-05型空心圆锥雾喷头的静态雾量分布模型呈中心对称的圆环状,且近似符合二维双正态分布;随喷雾压力的增大,雾量沉积量增加,且雾量分布圆环区域半径增大;PWM信号占空比与雾量沉积量近似呈正比关系,而对雾量分布圆环区域半径的影响较小;PWM信号频率对静态雾量分布影响很小。     

果园对靶喷药控制系统的设计及试验

针对目前果园喷药作业现状,设计了果园对靶喷药控制系统。该系统根据霍尔(测速)传感器实时检测拖拉的行驶速度,采用红外传感器列阵探测果树树冠,根据靶标检测信息和行驶速度来控制电磁阀的频率与占空比,从而调节喷头流量,实现了基于果树树冠检测的对靶变量施药。室外对靶施药试验结果显示:在传感器探测范围内,果树靶标识别率100%,喷药覆盖率100%;当拖拉机速率不超过1.16m/s时,对于同一靶标区域,速度几乎不影响靶标的检测宽度;同等条件下,速度越大,喷药宽度的相对误差越小。     

直驱型风力发电系统电网侧三电平变流器研究

直驱型风力发电系统中风力发电机需要通过全功率变流器并网,电网侧变流器是全功率变换器中的关键部分.本文以三电平电压型PWM变流器作为直驱型风力发电系统电网侧变流器的主电路拓扑结构,建立了基于三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系的数学模型,采用空间矢量脉宽调制技术,研究了电压、电流双闭环控制策略,并在PSCAD环境下,对其进行了仿真验证.仿真结果验证了电压、电流双闭环控制策略的正确性,并能够实现功率因数为1、稳定直流侧电压、无功功率独立调节的目的.     

基于脉宽调制的变量喷药技术控制系统

针对机组行走速度变化和施药机械施药量不能满足农艺要求的问题,设计了一种基于脉宽调制的变量喷药控制系统.该系统可根据车速的变化,由电子控制单元实时调整脉宽调制信号的占空比,进而控制脉宽,调制喷头的喷药量,实现了依据车速变化的变量施药作业.其目标是提高农药利用率,减轻化学物质对农业生态环境的污染.     

步进电机细分驱动控制技术研究

步进电机细分技术主要用于提高电机的运转精度，实现步进电机步距角的高精度细分。对步进电机细分的两种方法进行比较，重点介绍了目前应用广泛的单片机细分步距精度驱动控制技术。     

基于脉冲多重化的数字SPWM技术

为有效降低SPWM逆变波形的谐波含量,提出了一种新颖的脉冲多重化数字SPWM逆变控制技术.与SPWM电平多重化技术不同,脉冲多重化是在每个逆变PWM周期,将SPWM脉冲在时间轴上进行的时间多重化.算法直接以数字正弦序列为基础,省去了以往SPWM脉宽计算的大量复杂过程,有效降低了系统的脉宽计算量.对脉冲多重化SPWM逆变波形频谱进行了理论计算与分析,证明了该技术可以在不增加系统现有开关频率的基础上,进一步降低SPWM逆变波形的谐波含量.最后,给出了该算法的工程实现方法,通过构建实验平台,对该算法进行了实验验证.实验结果证明了该技术的有效性,文中理论分析结果与实际情况完全一致.     

采用SPWM电容的单相电机研究（I）

提出了一种用ＳＰＷＭ逆变电容替代单相双值电容电机中常规电容的方案。定性分析表明此方案取消了原电机中的离心开关，为电动机提供可连续变化的电容，使电机获得接近圆形的旋转磁场，且这种特点不随工作点的变化而变化，因而改善了电机性能，并为电机设计提供灵活性。     

基于LED的设施农业智能补光系统

光是植物生长过程中不可或缺的因素之一,人工补光可有效提高植物光合作用,促进农作物增产增收。现有LED补光系统在环境适宜性监测、光源控制和植物不同阶段需光量差异性考虑不足,造成红蓝光补光不足和补光过度并存。针对以上问题提出了一种设施农业智能补光系统,支持定义植物不同生长阶段的需光量,采用STC12C5A60S2单片机实时监测设施内环境温度和光强,并通过PWM信号控制红、蓝光LED补光灯亮度实现作物按需定量的智能补光。该系统已初步进行试用,证明该系统稳定可靠,可有效实现定量精确补光。     

基于PMSM-DTC的电动汽车驱动控制

提出了一种以TMS320LF2407A DSP为微控制器的电动汽车驱动控制系统.该系统将永磁同步电动机作为驱动电机,采用基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的直接转矩控制技术.电动汽车采用两轮后置驱动,只需控制一路永磁同步电动机,再通过机械差速及传动装置实现行进.直接转矩控制采用转矩（电流）、速度双闭环控制方案和智能PI控制算法,可达到较好的静态和动态性能.