考虑水头损失的管道灌溉分水口轮灌分组优化模型

【目的】优化灌溉系统中分水口轮灌分组的灌溉制度,在满足流量要求的条件下节约电能。【方法】提出了在考虑水头损失时不同分水口状态与管道进口压力的关系模型,该模型利用分水口开关0,1状态作为自变量,从管道末端起利用推导的递推公式求出管道进水口的等效水头损失系数。依据该模型,在定流量分组轮灌优化中得到为使分组轮灌功率最小的目标函数。利用遗传算法对上述问题进行了优化求解,并给出了编码方案。【结果】在分水口等间隔布置时,轮灌分组按轮灌分组数等间隔安排所需功率最小,优化后的水头损失系数可以减小到没有优化前的0.772倍。【结论】本研究模型不仅适用于恒定流量的组合优化,也可应用于不同分水口的所需水量不同的随机灌溉以及恒压供水的优化中。     

液电混合直线驱动系统位置控制特性研究

提出了一种采用电-机械直线执行器和液压缸的液电混合直线驱动系统。为消除电-机械直线执行器和液压缸之间的耦合影响,液压泵和比例阀协同控制液压缸输出力和运行方向,满足系统负载力需求,电-机械直线执行器用于运动控制,并补偿液压缸输出力波动和外部干扰力。为实现上述目标,设计了基于扩张状态观测器的电-机械直线执行器自适应滑模控制方法,以估计的负载力调节泵压力和比例阀开度,对液压缸输出力进行调控。比例阀在系统运行中主要用于控制液压缸运动方向,阀开度较大,可显著降低节流损失。通过仿真和试验分析了系统的运行特性和能效特性。结果表明,该系统具有良好的位置控制特性,能量效率高,较传统阀控系统能耗减少51%。     

用简易诊断法检查判断液压系统各元件的工作性能

故障的排除首先在于判断，目前基层维修网点大多数没有检测仪器和设备，出了故障乱拆乱卸，导致液压元件工作失灵，甚至整车液压系统瘫痪。拖拉机液压系统产生故障的主要原因是液压元件工作性能恶化引起的。为此，介绍了在没有检测仪器和设备的条件下，如何应用简易诊断法检查判断各液压元件的工作性能。     

手动比例复合阀在中高压液压绞纲机中的应用

中高压液压技术在海洋捕捞机械—绞纲机中的使用推动了我国渔业机械的发展,手动比例复合阀在中高压液压技术上的应用则大大加快了液压绞纲机在国内渔业生产中的普及。目前,我国浙江、江苏、福建、广东和山东等省沿海渔民使用的绞纲机普遍采用带手动比例复合阀的液压系统。为此,对手动比例复合阀换向、溢流、调速集成等功能进行了分析。     

农机液压技术的应用与发展

液压技术的应用已成为现代化农业机械的典型标志。为此,介绍了农机液压技术的应用现状;并根据科学技术的发展,简要分析了农机液压技术的发展趋势。     

拖拉机电液耦合转向试验平台设计与硬件在环试验

针对电液耦合转向方案转向特性尚不明晰、转向数据采集和记录困难等问题，提出一种硬件在环拖拉机电液耦合转向试验平台设计方案。平台参数设计过程主要考虑功率损耗，为了满足电液耦合转向系统的性能要求，进行精度设计与量程设计。通过总体参数设计，得到电动助力、液压助力和阻力加载系统的参数计算模型，并基于AMESim建立电液耦合转向系统的控制与机械模型仿真进行了参数优化。通过基于dSPACE以及PXI的硬件在环控制方案，进行了各类转向工况试验验证，验证结果表明：阻力加载模拟系统能根据不同的地面条件、行驶工况等参数实现动态加载，响应速度和控制精度均能实现田间阻力模拟要求；电液助力转向系统能够产生较好的平滑助力，具有良好的转向路感；控制系统能与各传感器硬件协同配合，使拖拉机电液耦合转向试验平台具有良好的响应特性，能够真实还原拖拉机转向过程。     

Impact on soil physical properties of using large-grain legumes for catch crop cultivation under different tillage conditions

In Central Europe, various plant species including large-grain legumes and their mixtures are grown as catch crops, particularly between grains harvested early and subsequent summer crops. This article investigates the question of how soil structure in the topsoil is influenced when catch cropping with large-grain legumes (experimental factor A: without catch crop, with catch crop) under different ploughless tillage conditions during catch crop seeding (experimental factor B: deep tillage/25–30 cm, shallow tillage/8–10 cm). Five one-year trials were performed using standard machinery at various sites in Germany. Soil core samples extracted from the topsoil in the spring after catch crop cultivation served to identify air capacity, saturated hydraulic conductivity and precompression stress. The above-ground and below-ground biomass yields of the catch crops were also determined at most of the sites. In addition, the soil compaction risk for the working steps in the experiments was calculated using the REPRO model.The dry matter yield of the catch crops varied considerably between the individual trial sites and years. In particular, high levels of dry matter were able to form in the case of early seeding and a sufficient supply of precipitation. The soil structure was only rarely affected positively by catch crop cultivation, and catch crops did not contribute in the short term to loosening already compacted topsoils. In contrast, mechanical soil stresses caused by driving over the ground and additional working steps used in cultivating catch crops often led to lower air capacity in these treatments. This is consistent with the soil compaction risks calculated using the REPRO model, which were higher in the treatments with catch cropping. Catch crop cultivation also only resulted in improved mechanical stability at one location. The positive effect of deep ploughless tillage on air capacity and saturated hydraulic conductivity, however, became more clearly evident regardless of catch crop cultivation. In order for catch crop cultivation with large-grain legumes to be able to have a favourable impact on soil structure, it is therefore important that cultivating them does not result in any new soil compaction. In the conditions evaluated, deep tillage was more effective at loosening compacted topsoil than growing catch crops.     

支管射流三通结构优化与试验

为了提高支管射流三通水力性能,改善滴灌的灌水均匀性,基于CFX数值模拟技术,对进口宽度为15 mm的支管射流三通进行结构优化.选取位差、劈距、劈尖半径和侧壁倾角为影响因素,通过四因素三水平正交设计了9组模型,边界条件设定为进口压力100 kPa.选取支管射流三通出口设计流量为评价标准,支管射流三通最优结构尺寸为位差5.5 mm、劈距113 mm、劈尖半径13 mm、侧壁倾角10°.此结构尺寸参数下的支管射流三通水力性能试验结果表明:在进口水压为100 kPa时,支管射流三通脉冲频率为148次/min,水头压力振幅为37.9 kPa,水头压力损失为16.7 kPa,出口流量为0.698 L/s;支管射流三通所接滴灌带长度为60 m时,与普通支管三通相比,支管射流三通的灌水均匀系数提高了2.78%,流量偏差率降低了4.72%.该研究可为射流技术在脉冲滴灌系统的研究、开发与应用提供理论依据.     

全液压山地手扶式苜蓿刈割压扁机设计与试验

为适应我国山坡、丘陵地带苜蓿收获特殊需求,提高苜蓿收获机械作业操作灵活性和安全性,提出了一款山地手扶式苜蓿刈割压扁机。该机采用全液压驱动,整机液压系统由行走驱动回路、工作装置升降控制回路及工作装置驱动回路3部分组成,可实现自走、工作装置升降和刈割压扁作业;工作装置升降机构采用平行四连杆机构,以保证工作装置升降过程中割刀刀盘倾角不变。同时,进行了样机试制与田间性能试验,试验表明:整机能够有效地实现苜蓿的刈割、压扁作业,爬坡度可达30%,行驶速度可达5km/h,能够实现单边制动转向及原地转向等功能,满足山坡、丘陵地带苜蓿收获的需求。     

大型喷杆喷雾机钟摆式主被动悬架自适应鲁棒控制研究

针对大型喷雾机喷杆钟摆式主被动悬架系统存在的参数不确定性和随机干扰导致控制精度低、稳定性差的问题，对基于模型补偿的自适应鲁棒控制算法进行研究。建立了钟摆式主被动悬架的非线性动力学模型和调节机构几何方程，基于模型设计了自适应鲁棒控制器，综合悬架系统和电液位置伺服系统模型中存在的参数不确定性，同时兼顾系统未补偿的摩擦力和外部扰动等不确定非线性因素，通过理论分析和试验证明，在同时存在模型参数不确定和不确定非线性的情况下，设计的控制器可以保证系统输出跟踪控制的暂态性能和稳态精度。以单出杆液压作动器驱动的28m大型喷杆主被动悬架为例，借助建立的大型喷杆悬架半实物仿真平台进行了控制算法的试验验证，并使用Stewart六自由度运动平台模拟底盘的运动干扰，与反馈线性化控制器、鲁棒反馈控制器、PID控制器进行了试验对比，结果表明，设计的基于模型补偿的自适应鲁棒控制器最大跟踪误差0.148°，而反馈线性化控制器最大跟踪误差0.201°，鲁棒反馈控制器最大跟踪误差0.51°，PID控制器最大跟踪误差0.48°。设计的控制器在同时存在参数不确定性和扰动的情况下，使用较小的反馈增益能够保证渐进跟踪性能和稳态跟踪精度。