基于多目标粒子群与模糊控制的AMT自适应换挡规律研究

搭载自动机械变速器(AMT)的车辆，其换挡规律是提升动力性与经济性的关键.本文以3挡AMT纯电动城市客车为研究对象，基于多目标粒子群算法(MOPSO)对不同加速踏板开度下的换挡车速进行优化，建立了兼顾动力性与经济性的双参数MOPSO换挡规律，并构建了以车辆载荷与加速度变化为输入，车速调整量为输出的模糊控制器对MOPSO规律进行自适应调整，得到了自适应换挡规律Fuzzy-MOPSO.最后，对Fuzzy-MOPSO规律开展了动力性与经济性验证，并与其他换挡规律进行比较.结果表明，Fuzzy-MOPSO规律的加速性能比经济性规律提升了15.3%,其动力性能比MOPSO规律更优越.经济性方面，在4段实际道路工况下，Fuzzy-MOPSO规律的经济性比动力性规律分别提升了6.08%、 7.28%、 6.88%、 5.63%,比MOPSO规律更具节能潜力.此外，Fuzzy-MOPSO规律在实际道路工况下的换挡频率与MOPSO规律相当，节能的同时能够有效抑制频繁换挡，提升传动系统的寿命.     

拖拉机动力换挡变速箱液压系统动态特性试验研究

在自行研制的动力换挡变速箱试验台上,以ZF公司T7336变速箱为例,对半载运输、四分之三载运输、满载运输和犁耕4种工况下液压系统动态特性进行了试验研究。结果发现:在额定输入转速2 300 r.min-1下,当变速箱受载情况下,换挡时离合器A、B、C、D、F和G协调作动,驱动油缸压力呈现跳跃性上升或下降,换挡压力变化过程持续约7～10 s。在换挡过程中,变速箱输入转速和液压系统的流量基本不变,变速箱输入转矩、输出转矩和变速箱输出转速在换挡时刻有冲击载荷出现,且与换挡离合器驱动油缸压力的上升或下降对应,持续时间约7～10 s。     

三维激光雷达果园路面不平度采集试验与分析

以果园典型路面不平度的采集为研究对象,建立基于激光雷达点云处理的路面不平度采集方法,搭建了基于三维激光雷达的路面不平度采集系统平台,结合点云处理技术完成路面高程信息的提取;采用AR(auto regressive,自回归)模型依据比例分析法对路面功率谱密度进行计算,确定不平度等级,并通过加速度振动记录仪进行系统验证,利用系统开展典型果园路面不平度数据信息采集试验。试验结果显示,果园路面不平度结果为水泥路面主要集中在B级,B级占比82.33%;砂石路面主要集中在C级,C级占比84.00%;泥土路面主要集中在D、E等级,D级路面占比48.67%,E级占比31.00%,表明基于三维激光雷达采集系统与数据处理方法在果园路面不平度采集和评价上是可行的。最终不平度评价结果显示,三维激光雷达果园路面不平度采集系统应用可靠,评价结果准确,适合于山地林、果、茶园路面不平度的采集。     

桥隧路面差异沉降车辆动力模型研究

桥隧过渡段的沉降差异对车辆行驶的舒适性以及对路面的冲击作用有显著的影响.考虑车辆的纵向转动与倾覆,将车辆通过桥隧过渡段不平整路面的过程视为一定初始条件下的受迫振动,建立了车-路动力计算模型并给出了振动方程.利用拉普拉斯变换,给出了经过变换后的人的加速度以及车辆对路面作用力的表达式.并研究了两者在不同沉降差异、车辆速度以及载重下的变化规律.结果表明,沉降差异对司机的舒适度影响较大,而车辆荷载以及沉降差异对路面所受冲击作用影响较大.     

工程机械波动载荷分析与模拟方法研究

波动载荷对工程机械的动力性、燃油经济性以及系统的安全性有着重要的影响.试验在分析波动载荷的基础上,利用随机统计关系提出工程机械波动载荷试验数据的处理方法,将波动载荷非平稳试验数据分解为非平稳的确定性分量与平稳的随机性分量两部分,并提出了相应的函数表达式以及对影响因素进行了分析.最后通过AMESIM仿真软件对波动载荷试验数据进行仿真模拟,给出了仿真方法.     

基于非参数雨流外推法的车架载荷谱与疲劳寿命分析

针对农用机械工况复杂,受力多变,对结构件寿命影响很大的问题,以蔬菜田间作业动力机械车架为研究对象,对车架载荷谱及疲劳寿命情况进行研究。采用有限元分析方法,对车架进行应力分析并选取测点;采取建立由应变片、应变调理仪、信号采集仪等组成的应力载荷测试系统进行载荷测试试验,测得犁地和路面行驶2种典型工况下应力时间历程;拟用傅里叶变换频率检验和离散自函数平稳性分析方法,确定信号符合随机载荷信号特征;采用数据处理方法消除信号干扰因素。对测得应力载荷数据进行非参数雨流外推,基于外推结果编制车架应力载荷谱并进行疲劳寿命预测研究。结果表明:损伤值最大的测点寿命预估结果为1.043×1013 h,满足使用要求,该方法适用于农业机械结构载荷谱编制及疲劳寿命预测,可为农业机械结构载荷谱编制及疲劳寿命预估提供参考。     

PDC钻头扭转冲击破岩机理及试验分析

扭转冲击载荷作用可以解决由于黏滑振动引起的PDC钻头过早失效问题,大大提高机械钻速。建立扭转冲击载荷作用下的PDC钻头单刀翼、多刀翼与岩石相互作用模型,并通过室内试验进行了扭转冲击载荷与静压载荷作用下的钻进对比试验,对PDC钻头扭转冲击破岩机理进行研究。红砂岩试验结果表明:在扭转冲击作用下,钻进相同深度红砂岩,可节约钻进时间36.6%;有扭转冲击作用的PDC钻头钻速均高于同等条件下静压载荷下PDC钻头的钻速,平均增长幅度为116.8%。黄砂岩试验结果表明:在扭转冲击作用下,PDC钻头钻速最高达到静压载荷条件下的152.3%;钻头直径为75mm的PDC钻头的最佳比钻压为0.16~0.24kN/mm。PDC钻头扭转冲击破岩机理的研究为PDC钻头的高效破岩奠定了理论基础。     

履带车辆小半径差速转向时滑转的载荷比研究

为分析履带车辆差速转向机构的转向性能,在考虑滑转的履带车辆实际转向情况的基础上,对履带车辆小半径差速转向时其载荷比和转向半径的关系进行理论分析,并获得两者间关系。通过样机试验和数据计算获得小半径差速转向且考虑滑转时的载荷比和转向半径数值,并绘制考虑滑转时载荷比与转向半径的实际关系曲线,发现在考虑滑转条件下实际转向时消耗的功率小于理论转向时消耗功率,且小半径差速转向时内侧履带滑转率大于外侧履带滑转率,同时发现根据土壤剪切作用也可以计算出考虑滑转的载荷比,虽然该方法计算的载荷比在数值上与实测载荷比有一定误差,但因其无需进行扭矩测试,可作为载荷比的定性分析方法,研究可为采用液压机械双功率流的差速转向机构履带车辆的研究提供参考。     

木材横纹压缩大变形过程测定与分析

以自我国东北林区１１个树种的木材为试材，设置水分饱和２０，１００℃和气干２０℃三种测试条件，对不同树种的试材，分别进行径向和弦向的大变形有压缩试验。以力学试验机，绘图仪，Ａ／Ｄ转换器，电子计算机机构成数字化采集系统，连续采集压缩过程中的变形及载荷数据。     

汽车轮胎磨损机理和数学模型的研究

本文从力学角度研究了汽车轮胎面磨损机理,找出了轮胎面磨损的主要原因:即胎面与地面在摩擦作用过程中所释放出的摩擦功。并以摩擦功与磨损之间的关系利用回归分析法,建立了不同型号轮胎在各种路面及不同载荷作用下磨损的数学模型。利用该模型的模拟结果,为汽车轮胎的设计和选型以及定量地分析转向机构对轮胎磨损的影响提供可靠依据。     

基于AMESim的DCT换挡过程仿真

在研究DCT动力学模型基础上,分析DCT车辆换挡过程.利用仿真软件AMESim建立DCT传动系统动力学模型,并进行仿真研究.研究结果表明:在DCT换挡过程中,随着滑磨时间的增加,冲击度逐渐减小,滑磨功逐渐增加,并且在惯性相阶段产生最大的冲击度.这对研究DCT换挡品质,提高车辆的换挡平顺性,为DCT在车辆上进行更深入的研究和发展提供了理论依据.     

喷杆喷雾机前悬架上摆臂有限元及疲劳寿命分析

针对YTK850喷杆喷雾机前悬架上摆臂在多次作业后易出现疲劳失效的问题,通过建立喷杆喷雾机前悬架上摆臂的力学模型,计算出上摆臂在不平路面、转向、制动工况下的受力情况,得到理论的载荷数据,基于Workbench软件建立上摆臂的有限元模型,得到3种典型工况下的应力。结果表明,上摆臂的最大应力点出现在不平路面工况时减震器下安装支座与右前侧圆管连接处,应力最大值为130.12 MPa,变形量最大值为0.29 mm;利用试验得到的载荷数据,对前悬架上摆臂在不平路面工况下进行疲劳寿命分析,得到前悬架上摆臂疲劳寿命和安全系数分别为0.36年和1.79;通过对上摆臂进行优化,确定圆管外径为33 mm时,最大应力减小至94.17 MPa,最大变形量减小至0.098 mm,寿命提高到0.51年,安全系数提高到2.50,为喷杆喷雾机悬架系统的合理设计提供一定理论依据。     

基于核密度估计的拖拉机传动轴载荷外推方法

为编制拖拉机传动轴在实际作业工况下的载荷谱,针对拖拉机传动轴载荷具有单峰和多峰的特点及参数外推的局限性,运用拇指法(Rule-of-thumb,ROT)确实带宽,提出一种改进的基于核密度估计(Kernel density estimation,KDE)的载荷外推方法。通过搭建拖拉机传动轴无线扭矩测试系统并进行田间试验,获得了传动轴犁耕工况下的载荷数据,采用拇指法求得From-To雨流矩阵的最优带宽,并由雨流矩阵计算出核密度估计阈值,对大于阈值的载荷采用基于核密度估计的非参数法进行外推,小于阈值的载荷则按比例外推,最后对外推载荷的合理性进行验证。结果表明:与传统非参数法相比,采用基于核密度估计的外推方法时,运算时间缩短了54.16%;与实测载荷相比,外推后的均值、标准差和最大值的误差分别为2.2%、0.87%和6.3%,拟合度R2和伪损伤比均大于0.99。用此方法对传动轴的其他工况载荷进行外推,同样得到了良好的效果。基于核密度估计的外推方法有助于编制反映拖拉机传动轴实际受载工况的载荷谱,同时为具有相似载荷分布特点的机械零部件载荷外推提供参考。     

拖拉机作业机组室内仿真的电液加载系统

研制了一种采用电液比例溢流阀的液压加载系统，可以模拟土壤比阻为固定值、正弦信号或实测载荷谱等不同形式。加载系统的控制器以16位80196KC单片机为核心，该控制器可对系统进行数据采集和加载力控制，也可通过串行口接受上位机的命令，并将试验数据传送给上位机保存。上位机可对试验数据进行分析并输出分析结果。     

具有内部交易的多头交易博弈

进行了8种坡度下单个三维山体的模型风洞试验，讨论了山体各位置脉动风速谱的变化规律，以及坡度对脉动风速谱的影响.结果表明：背风面山脚0.8 h高度以下位置，脉动风速功率谱与来流风速谱相比，功率谱峰值明显增大，峰值频率向高频移动，单峰特征明显，频带变窄.除此以外的背风面其他位置、迎风面以及山顶位置的脉动风速功率谱与来流风速谱基本一致.提出了山体背风面脉动风速能量由来流湍流能量和山体尾流涡旋能量构成的思想，将来流脉动风速谱与涡旋谱进行分离，并根据试验数据拟合，提出了保守的涡旋谱的计算公式.根据不同坡度山体的试验，得出了0.5为涡旋产生与否的临界坡度.     

拖拉机仿真试验台机械变速箱自动换挡控制技术

为实现发动机的最佳燃油经济性和动力性，开发了拖拉机仿真试验台的自动换挡控制系统，完成了系统的软硬件设计和调试。软件开发采用C96高级语言，硬件是以80196KC单片机为核心的单片机系统。该控制系统能够根据所采集的数据来判断拖拉机的运行状态，并按照所选择的换挡规律控制执行机构自动换挡，以达到节约燃油、提高生产效率的目的。试验结果表明，电控机械式自动变速器能够按照一定的换挡规律选择合适的挡位，应用该系统可使拖拉机机组根据外部负载的变化自动调整挡位，实现换挡自动化。     

设施大棚履带电动拖拉机能量管理仿真研究

针对单一能源电动拖拉机适应性差的问题,提出了一种基于超级电容辅能的双能源结构.结合电动拖拉机作业实际,对旋耕工况采用锂离子和超级电容协调供电模式,并设计了双能源逻辑门限控制规则.利用Matlab/Simulink建立仿真模型,并对单一能源和双能源2种模式下锂离子电池的荷电状态(SOC)、工作电流以及功率分配进行了仿真分析.仿真试验结果表明,在双能源控制模式下,遇到突变载荷工况时锂离子电池SOC下降变缓,锂离子电池输出更平滑,锂离子电池和超级电容共同提供突变载荷工况的功率,且超出基础功率部分由超级电容提供.锂离子电池免受突变电流的冲击,进而延长了锂离子电池的使用寿命,达到了预期控制目标.     

农用运输车果园路谱振动信号采集分析

采集农用轮式运输车在草地、泥地及15.1°坡度砂石路等3种不同果园路况下运行时的振动加速度信号,利用LabVIEW信号处理模块对运输车的振动加速度信号进行分析,通过对振动加速度信号进行二次积分得到振动位移信号,研究农用运输车果园路谱振动信号特征并进行相关性分析。结果表明,农用轮式运输车的速度和装载质量对草地的路面不平度信号影响显著;坡度对路面不平度信号的影响最大,其次是速度,最后是装载质量。     

基于希尔伯特黄变换的发动机故障诊断方法研究

以295型直喷式柴油机为试验对象,在转速800r/min时,分别采集正常运转、单缸断油和气门间隙增大时的振动信号。利用希尔伯特黄变换方法对50组样本信号进行分析,得到信号的边际谱图。找出不同工作状态边际谱的1000～2000Hz内峰值对应的频率,通过频率出现的范围来准确诊断发动机故障。用10组数据进行检验,得到的结果均与实际结果一致。试验结果表明,该系统能够快速准确的识别发动机失火、漏气故障。     

黄瓜温室水肥耦合无线监测系统的设计与实现

设计实现了基于Zigbee无线传感网络的黄瓜温室水肥耦合无线监测系统.采用具有Zighbee无线数据传输功能的CC2430芯片,配接CC2591RF前端,以及ECH2O型土壤水分传感器EC-5为核心组成采集节点,部署于温室各处对土壤水分信息进行采集和无线发送,通过网关与Internet连接,将采集数据传送至远程主机,实现远程实时监控.试验表明,该系统能够在实际生产过程中减少人力操作和人工测量的误差,降低农业生产的成本,并可以最大程度地实现信息自动精确的实时采集.