基于虚拟样机技术的装载机工作装置优化设计

基于机械系统动力学软件ADAMS环境,创建了装载机工作装置的虚拟样机优化模型。采用先进的OPTDES非线性二次规划计算方法,以装载机工作装置动臂油缸的举升力为目标函数进行了优化设计。提出了一种装载机工作装置优化设计的新方法。通过优化分析使得该工作装置在满足约束的条件下,得到工作装置最优的结构尺寸,且装载机动臂举升油缸的举升力得到最优的结果。     

嵌入式变量施肥控制软件的设计——基于eSuperMap控件

针对国内变量施肥技术落后、肥料使用效率较低及严重污染环境等问题,设计了一款使用嵌入式地理信息系统控件—eSuperMap和C#编程语言开发的嵌入式变量施肥控制软件。该软件读取变量施肥处方图,生成变量施肥指令,由车载计算机通过RS232串口将指令发送到变量施肥控制设备,控制排肥器轴的转速,完成变量施肥控制功能。试验结果表明:该软件在车载计算机中运行稳定,控制精度良好,工作稳定可靠。     

基于虚拟样机技术的虚拟轴机床工作空间研究

提出了一种利用虚拟样机技术求取虚拟轴机床工作空间的简单实用方法,并且利用该方法得到了三立柱分层式6UPS型虚拟轴机床的位置工作空间。在已知尺度参数和关节变量变化范围的条件下,先对位置工作空间作y轴方向的离散分层处理,然后在xOz平面中进行角度离散处理,利用虚拟样机的Sensor技术,把所有影响位置工作空间的约束条件转换成Sensor,通过运动学分析求得约束起作用的工作空间边界点数据,通过Matlab工具软件描绘出三维位置工作空间。     

基于闭环系统的农用三轮车虚拟样机技术

三轮车是一种广受城乡居民欢迎的运输工具,提高其设计性能是当前的迫切需要.基于人-车-路闭环系统模型,就三轮车虚拟样机的有关技术进行研究,主要内容包括人-车系统的几何建模、运动学建模、动力学建模和驾驶员控制模型,为三轮车设计制造技术的进一步发展提供了思路.     

基于虚拟样机技术的车用柴油机曲轴系统动态特性研究

结合多体动力学和有限元方法对柴油机曲轴的振动特性进行了分析,建立了柔性曲轴的曲轴系统多体动力学模型,分析得出主轴承反力和活塞侧向力以及曲轴的扭转振动,并将扭转振动和实验结果比较,验证了仿真结果的正确性。     

基于ADAMS的减速器虚拟样机动力学仿真分析

建立了减速器的虚拟样机模型,对减速器虚拟样机模型进行了动力学仿真分析,得到各级转速、角加速度和齿轮啮合力,并分别时这些物理量进行了时间历程和频率历程上的分析,然后将这些仿真结果数据与理论计算值进行了比较,结果较为准确,说明虚拟样机模型建立正确,具有较高的可信度。     

基于ARM的变量施肥控制系统的研究

介绍了一种新的精确农业变量施肥控制系统.该系统接收施肥和速度传感器输入信号,经过ARM嵌入式内核处理后,输出控制步进电机的脉冲信号,控制施肥机上排肥轴的转速,实现精确农业变量施肥.实践证明,该控制系统工作稳定,达到了精确农业变量施肥的要求.     

基于虚拟样机的梳棉机道夫转子系统仿真分析

在LMS Virtual Lab平台上建立了梳棉机道夫转子系统多体动力学计算模型,对道夫进行了静态和动态变形的仿真计算,得出了梳棉机道夫表面动态变形分布位置及最大变形量,讨论了道夫转速、轴承支撑形式、加强筋厚度对道夫动态变形的影响,并通过静态分析加以验证,为道夫结构进一步优化提供了依据。     

齿轮可靠性研究的虚拟样机技术

本文引入了虚拟样机技术对齿轮的可靠性进行了研究,并通过试验验证了齿轮虚拟样机技术的可行性。     

基于虚拟样机技术对手枪新型自动机的研究

通过三维软件和虚拟样机技术对设计的新型自动机进行分析研究,验证自动机的可行性和能达到的效果,为进一步降低手枪后坐力提供理论依据。     

数据分析技术在变量施肥系统设计中的应用

以作物生长施肥过程为研究对象,对不同土壤条件中的作物生长信息进行数据分析,建立一种智能化变量施肥决策控制系统.以作物叶绿素和作物生长信息之间的相互关系为依据,对有限空间范围内的相关环境参数数据进行处理,结合农田试验数据,形成基于土壤肥力和作物叶绿素的两种施肥模型.使用系统开发工具,建立基于数据分析技术的变量施肥决策控制...     

基于RBF的电液变量施肥控制系统PID参数整定

电液变量施肥控制系统的非线性和PID算法的局限性,导致常规PID控制已不能满足控制系统性能要求。为此,提出了基于RBF神经网络整定PID参数的方法,利用自适应RBF神经网络辨识被控对象Jacobian信息,采用梯度下降法计算PID参数Δk_p、Δk_i、Δk_d,对系统进行增量式PID控制。与采用增量式PID的系统阶跃响应曲线对比可知,利用RBF-PID算法的系统具有良好的动态性能及较强的自适应性。     

玉米免耕变量施肥播种机作业质量监控系统设计与试验

针对中原地区玉米大规模播种作业质量缺乏有效监控手段、播种作业数据信息利用率偏低等问题,设计了玉米免耕变量施肥播种机作业质量监控系统,包括播种质量监测子系统和变量施肥质量监控子系统.播种质量监测子系统通过STM32单片机实现播量统计和漏播量等播种信息采集;变量施肥质量监控子系统通过PLC实现堵塞、缺肥和施肥量等作业信息采...     

基于处方图的垄作玉米四要素变量施肥机作业效果评价

为了进一步提高肥料利用率,解决黑龙江垦区垄作玉米施肥作业过程中由于颗粒肥密度不同而造成的肥料分层问题,基于沃尔2BJM施肥机,设计了一套适合垄作玉米四要素变量施肥的控制系统。系统集成了亚米级差分GNSS装置,采用电液比例控制技术分别控制4路排肥轴转速。系统根据用户设置的目标施肥量,实时计算液压马达的目标转速,并同步向肥料控制器发送转速指令。控制器通过光电编码器反馈的马达转速信号,调节比例阀开度,一次完成氮肥、磷肥、钾肥和微肥4种单质肥同步变量施用。田间试验结果表明,各路施肥管误差均小于3.00%,变异系数均小于0.05;与传统施肥机同期作业效果对比表明,玉米株高、叶干质量、地上生物量以及SPAD值与传统施肥区并无明显差异,但变量施肥减小了田块中玉米株高、叶干质量、地上生物量以及SPAD的空间差异性。尿素施用量由217kg/hm2减少到了150kg/hm2,减少了30.88%;二胺由232kg/hm2减少到了200kg/hm2,减少了13.79%;钾肥由原来的79kg/hm2增加到了108kg/hm2,增加了36.70%。肥料的投入成本减少了160元/hm2,变量施肥测产数据为12200kg/hm2,产量增加了217kg/hm2,较传统施肥区增产1.78%,收入增加508元/hm2。综合考虑系统误差、玉米生长指标和最终产量数据,基于处方图的垄作玉米四要素变量施肥机满足黑龙江垦区玉米施肥作业实际要求,有效解决了肥料分层问题,显著提高了肥料利用率。     

四要素变量施肥机肥箱施肥量控制算法设计与试验

针对黑龙江农垦地区垄作玉米施肥过程中遇到的肥料分层问题,设计了一种四要素变量施肥控制系统。系统采用电液比例控制技术,主要由液晶显示终端、变量施肥控制器、4路液压马达和编码器、4路排肥机构（排肥轴和外槽轮）和GNSS模块组成。为了实现氮肥、磷肥、钾肥和微肥的一次性及时、准确施用,提出了一种基于复合交叉原则的各路施肥量确定策略,基于PID技术设计了液压马达控制算法。根据用户在变量施肥控制软件中设置的目标施肥量,系统自动确定各肥箱精确施肥量,基于PID液压马达控制算法,实时计算4路液压马达的目标转速,同步向控制器发送4路转速指令,一次性完成氮肥、磷肥、钾肥和微肥4种肥料的同步变量施用。为了验证各路施肥量控制算法的效果,分别进行了PID算法响应时间和精度试验、变量施肥系统单质肥排肥性能验证试验和作业条件下各肥箱施肥量控制算法验证试验。试验结果表明,基于PID技术的排肥轴转速控制算法响应时间不大于0.5s;变量施肥系统单质肥排肥性能误差绝对值不大于3%;作业条件下各路施肥量控制算法显著减少了氮素的施用量,实现了氮肥、磷肥、钾肥的精确投入。四要素变量施肥机各路施肥量控制算法完全满足了垦区玉米施肥精确、均匀施用的要求。     

三轮高架作业车玉米变量施肥系统设计与试验

针对玉米追施肥机械田间作业通过性及施肥量精确控制问题,设计了一种三轮高架作业车变量施肥系统,该系统由机械排肥系统、液压传动系统和电控调速系统3部分组成。电控调速系统采用闭环控制,以STM32F103R8T6微处理器为控制核心,结合设置的施肥参数和检测到的速度信号,采用增量式PID算法控制施压系统中的电液比例流量阀来调节排肥轴的转速,实现对施肥量的控制,并显示施肥参数、作业车前进速度和排肥轴转速。室内试验表明,排肥槽工作长度为30mm,排肥量平均变异系数最小,确定了该工作长度下排肥量和排肥轴转速的拟合方程;整定PID控制参数,确定了Kp为1.2,Ki为0.02,Kd为0.4。田间试验表明,施肥量平均偏差为0.84%,平均变异系数为1.852%,实现了对玉米机械化精确追肥。     

基于进化理论的变自由度机构设计与原型系统研究

针对现有变自由度机构设计中存在以拓扑综合为主、系统研究机构设计过程不充分、创新程度不高等问题,引入进化理论完成变自由度机构的设计。首先,根据设计要求建立源树图模型;然后,利用进化计算扩展机构的形式得到欠驱机构的树图模型;最后,将树图模型转换为机构运动简图,通过筛选评价得到满足要求的变自由度机构。在此基础上,构建了一种变自由度机构设计原型系统,该系统包含需求分析、进化计算、评价筛选、设计知识库4个模块,实现了一定程度上的人机混合智能设计。以采摘机传动机构设计为例,验证了该原型系统的有效性及合理性。     

水稻高速插秧机固体颗粒肥料变量施肥装置设计与试验

变量施肥技术是实施科学施肥的重要手段,可使施肥更精准、更有针对性,有效减少农田污染。在水稻高速插秧与同步施肥作业时,施肥量的调节主要采用提前标定方式调控,其调控费时、精度不稳定。为快速准确地调节施肥量,实现变量施肥作业,本文设计了一种自动控制的固体颗粒肥料变量施肥装置,阐述了变量施肥装置总体结构和工作原理,进行了关键部件设计与试验;以单片机STM32为控制核心,构建了施肥量在线检测及智能调控系统。采用试验设计优化方法,对肥料流量在线检测系统性能与主要影响因素进行试验,确定了最佳因素组合;通过试验分别构建了3种主要固体颗粒肥料检测流量与压电片电压之间的关系模型、3种主要固体颗粒肥料实际流量与排肥轴转速之间的关系模型、排肥轴转速与电动推杆工作长度和插秧机前进速度之间的关系模型,并对模型进行试验验证与分析。开展了排肥轴转速分别为20、25、30 r/min肥料质量检测精度试验,当插秧机前进速度为1 m/s匀速条件下,3种肥料总体质量检测精度平均值分别为94.45%、93.85%和93.15%;进行了复合肥施肥量为200、250、300 kg/hm²和尿素施肥量为165、...     

基于模糊PID的冬小麦变量追肥优化控制系统设计与试验

为了实现冬小麦实时变量精确追肥,研究了基于模糊PID控制技术的变量追肥机追肥量实时调整算法,通过对排肥器转速和开度双变量调节,实现追肥量的优化控制。系统首先采用粒子群优化算法确定PID控制器参数的初始值,然后通过实时获取冬小麦冠层归一化植被指数和排肥器实时状态,结合模糊控制理论和PID控制技术,对PID参数进行在线整定,实时调整排肥器的转速和开度,从而实现追肥量的最优控制。试验结果表明:施肥过程中,施肥量存在波动性。但施肥量变异系数小,最大为3.22%,均值为2.09%,可以满足田间变量施肥的要求。模糊PID控制算法具有良好的动态稳定性和跟踪性能,无论是室内试验还是大田试验的控制精度均达到86%以上。