基于虚拟样机的调速器转子部件运动特性仿真

介绍了J801型机械式调速器的主要结构特点和工作原理,运用三维造型软件Pro/E建立了转子部件实体模型,通过Mechanism/Pro接口导入ADAMS建立了虚拟样机,对其运动特性进行了计算机仿真,仿真结果与实验所得的规范数据相近。这表明运用虚拟样机技术可以验证该类产品设计的合理性。     

基于虚拟样机技术的发动机性能仿真

简要介绍了虚拟样机技术的概念、体系结构及其关键技术,并在三维软件Pro/E中建立了汽车发动机的实体模型。通过Mechanism/Pro接口导入ADAMS,建立了发动机的虚拟样机,进行运动学和动力学仿真,对仿真结果进行分析,从而为改进设计提供参考依据。     

基于ADAMS&ANSYS的施肥机构仿真分析

以3ZFS-1型甘蔗中耕施肥机为原型,建立了施肥机构的虚拟样机,对其精度进行了验证.通过对虚拟样机的动力学仿真,分析了施肥机构的应力变化以及主动轴易损坏的原因,并对主动轴进行疲劳寿命估算,进而提出解决措施.     

虚拟样机技术的研究与应用

阐述了利用Pro/E和ADAMS进行虚拟样机仿真的方法和步骤,为两者的有机结合提供经验参考,介绍了虚拟样机技术在设计分析中的应用。     

基于ADAMS的精密播种机的运动仿真研究

介绍应用Pro/E软件和ADAMS软件联合进行精密播种机单体虚拟制造和运动仿真的过程。首先应用Pro/E的参数化设计功能建立各零部件三维实体模型,通过约束装配,完成精密播种机单体的虚拟制造过程。利用接口软件Mech/Pro将模型导入ADAMS后进行运动仿真。仿真结果表明,平行四杆仿形机构仿形效果好,满足精密播种机对播深控制的要求,提高了设计效率和准确性,为精密播种机的系列化设计和制造奠定基础。     

基于ADAMS的农用装载机前车架动态载荷仿真分析

前车架是连接后车架、前车桥和工作装置的机构,是农用装载机的关键部件之一.为此,结合虚拟样机技术,使用Pro/E和ADAMS建立轮式装载机前车架及其工作装置的虚拟样机后,对其进行了多体动力学仿真,得到了前车架承受的动态载荷曲线,为前车架的有限元分析提供参考.     

变量施肥自动控制系统的研制

以Mc68HC908GP32单片机为核心,开发了变量施肥的电液比例控制驱动系统.施肥机根据已知施肥处方图以及GPS的位置信号计算出流量信息并传送至嵌入式系统,由单片机实时控制液压执行机构,变量输出田间不同位置的施肥量.通过对施肥机的静止和地块工作试验验证,变量控制可靠,作业效果良好.     

切片机的惯性力平衡仿真及优化

莲藕切片机切削机构的工作性能直接影响莲藕切片机的切片质量。针对自行设计的莲藕切片机振动较大的问题,运用机构的平衡理论分析了切削机构工作时产生的不平衡惯性力,提出通过添加平衡质量块来平衡机构的惯性力。在此基础上应用虚拟样机技术,用Pro/E建立莲藕切片机切削机构数字样机,在ADAMS中对平衡质量块的质量和质心位置进行了优化设计。仿真结果表明,优化后机构的振动力减少了将近50%,为进一步改进原有样机的结构提供了依据。     

基于Pro/E和ADAMS的拖拉机齿轮系统设计与仿真

虚拟样机技术是以计算机仿真和建模技术为支持,建立系统的三维实体模型和动力学模型来分析和评估系统的性能,从而为物理样机的设计和制造提供参数依据。为此,将Pro/E建模和ADAMS仿真软件引入到了拖拉机齿轮系统的设计与仿真上,采用Pro/E建立了拖拉机涡轮蜗杆模型,利用ADAMS对齿轮系统进行了仿真设计。结果表明:采用ADAMS仿真可以成功输出齿轮的最大扭矩等结果,对于拖拉机齿轮系统的优化设计具有重要的意义。     

柴油机曲轴系运动学和动力学仿真分析

基于虚拟样机技术及其支持软件MSC.ADAMS和Pro/E软件,实现了某4缸柴油机曲轴-连杆-活塞机构的运动学、动力学仿真。通过动态仿真柴油机的运行,获取了仿真模型的运动学、动力学特性数据。仿真结果与理论分析相吻合,这为该型柴油机曲轴-连杆-活塞机构的优化设计和有限元分析提供了依据。     

耕种机虚拟样机精密单体播深和排种仿真研究

为了进一步改善耕种机的播深控制和排种精度,提高耕种机的设计效率,提出了一种基于数值仿真模拟的耕种机播种精度优化设计方法,建立了播种机的虚拟样机模型,并对播种参数的优化效果进行了仿真计算分析。利用三维绘图软件UG设计了排种器的零部件,建立了装配模型,设计了精密播种机的虚拟样机模型;采用ADAMS软件对排种器排种精度和播种机虚拟样机的播深合格率进行了动力学仿真。通过数值仿真模拟计算,得到了精密播种机播深随时间的变化曲线,以及ADAMS参数优化前后排种精度和播深合格率的结果。通过结果的对比分析发现:优化后的排种器排种精度有了明显的改善,且变异系数小;虚拟样机的播深合格率有了明显的提高,并且播深控制的稳定性较好,播深的控制精度较高,为播种机的优化设计提供了技术参考。     

稻麦精准变量施肥机排肥性能分析与试验

为提高基于近地光谱技术的稻麦精准变量施肥机排肥性能稳定性,改善变量施肥控制精度,建立了外槽轮式变量施肥机离散元仿真模型,运用离散单元法和EDEM 2.2软件对施肥机排肥过程进行性能分析和数值模拟,研究不同排肥器结构和施肥控制策略对施肥机排肥稳定性的影响,并通过台架试验和田间试验验证仿真模型的准确性。结果表明:改进后的排肥器施肥量变异性系数明显减小,标准差减小14.59 g,变异系数降低9.9%;采用转速优先控制策略,当槽轮开度为19.34 mm时,排肥量稳定性系数最佳为1.09%;采用开度优先控制策略,当槽轮转速为55.75 r/min时,排肥量变异性系数最小为1.85%;与验证试验结果相比,误差最大为14.06%。结果验证了离散元仿真方法分析颗粒运动过程的准确性,表明所设计改进的排肥器能够提高施肥机排肥稳定性,满足稻麦精准变量施肥要求。     

吊篮式移栽机关键部件的设计与仿真分析

针对吊篮式移栽机在工作时稳定性差及套种模式下适应性差等问题,将槽型轨道机构运用到传统吊篮式移栽机中,设计了一种槽型轨道式新型移栽机。为验证该新型移栽机工作原理的可行性,运用Pro/E软件进行虚拟样机设计,并在ADAMS仿真软件中进行了装配模型的运动学仿真。仿真结果表明:槽型轨道式新型移栽机满足套种模式下的秧苗移栽要求。     

设施蔬菜生产无人化开沟施肥机控制系统研究

为解决设施蔬菜生产存在的用工难、用工贵、劳动强度大、作业效率低、农机农艺融合不够等问题,设计基于PLC和自适应Fuzzy-PID的设施蔬菜生产无人化开沟施肥机的控制系统。采用西门子S7-200 SMART PLC作为主控制器开发开沟施肥机的控制系统,实现无人化开沟施肥;再采用自适应Fuzzy-PID控制方法实现精准施肥。通过试验可得开沟深度最大相对误差为7.5%,平均相对误差为1.2%,施肥量最大相对误差14%,平均相对误差为6.6%,满足开沟控制要求和精准施肥要求,控制系统稳定性好,控制精度高,满足生产要求。     

支持种肥监测的变量施肥系统设计与试验

目前国内变量施肥控制系统与排肥监测系统集成化程度低,电动机驱动变量施肥系统动态响应研究不够深入。为此设计了基于电动机驱动、支持多路播种施肥监测的变量施肥控制系统,主要包括触摸屏、中央控制器和数据采集器。控制器以MCU为核心,读取GPS测速模块获取的机具行进速度,监测排肥电动机实时转速,与数据采集器通讯获取多路排种或施肥状态,与触摸屏通讯设置作业参数和监测作业状态。搭建试验平台,测得排肥轴转速范围为12.5~125 r/min、监测灵敏度为3 s时,系统监测可靠性为100%。进行了系统排肥量变化响应时间试验,室内试验结果表明在0~11 500 g/min的排肥量变化范围内,系统响应时间最大为0.75 s。系统整机试验中,75~450 kg/hm~2的施肥量变化区间,公差以75 kg/hm~2递增,行进速度平均为3.79 km/h时,系统响应时间平均为1.08 s;在设定施肥量450、600、750 kg/hm~2下,改变不同行进速度的过程中,排肥量准确率平均值分别为95.92%、95.24%和98.26%,方差分别为3.01%、1.39%和1.36%。田间试验表明,施肥量分别为450、600、750 kg/hm~2时,系统排肥量准确率平均值为94.69%,方差为2.23%,多路排种、排肥监测故障报警准确率为100%。     

一体化灌溉施肥机电气控制系统优化研究

为进一步提升一体化灌溉施肥机的作业效率,在明确其结构组成与工作原理的基础上,对内部电气控制系统进行了优化研究。运用PID智能调节和PLC控制理论,对整机的电气装置和自动控制系统进行优化改进,包括调节控制模块、数据管理模块及智能监测模块等,并选定优化参数进行灌溉试验。结果表明:以肥液浓度C为指标,计算机理论浓度与灌溉试验浓度均可达到设定目标浓度状态,且二者吻合较好;优化后的一体化灌溉施肥机的水利用效率和肥料利用效率分别在原基础上提高22%和13%,大大缩短了施肥灌溉作业时间,验证了此优化研究的可行性,具有一定的应用价值。     

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。     

2BFJ-24型小麦精量播种变量施肥机设计与试验

为了提高冬小麦播种质量与种肥利用率,降低生产成本,针对中原地区冬小麦适度规模种植种肥同播作业方式粗放、效能低的特点,基于CAN总线通信协议下的车载传感器与PIC控制融合技术,设计了2BFJ-24型小麦精量播种变量施肥机,由播种施肥机械部件、种子漏播监测系统、肥料堵塞监测系统、变量施肥控制系统及车载计算机组成。通过红外光电检测可实时监测排种管种子流量情况,通过检测排肥管下端口内介电常数变化可实时获取肥料下落信号;通过集成GPS模块获取机器田间位置信息,结合预先加载的田块处方图,确定当前位置目标施肥量,并基于压力传感与微机控制解算当前施肥量和流量信息,按照机器前进速度实时调整施肥量;最终实现作业过程漏播、堵塞声光报警与精准施肥目的。田间试验结果表明,整机监控系统能够适应复杂田间环境,漏播监测准确率可达91%,肥料堵塞报警误差小于2%,变量施肥准确率超过96%,具有较好的实用性和经济性。