喷杆式喷药机喷杆高度调控系统设计与试验

为提高大田喷雾药液利用率,喷杆式喷药机作业过程中喷杆需要与作物冠层顶端保持某一设定距离并保持近似平行。为此,针对大田喷药喷杆仿形控制应用需求,设计了一种喷杆高度调节闭环控制系统。系统由喷杆机械机构、喷杆高度探测模块、液压调控系统、控制电路和控制软件组成,使用超声波传感器实时探测喷头与作物冠层之间的距离,与用户设定目标距离进行比较后控制液压阀动作,以实时调节喷杆高度。对喷杆高度调控系统调节性能进行了试验,结果表明:调节高度为20～60cm时,系统调节过程无超调,最大调节时间为10.1s,最大稳态误差为3.1%。系统调节精度高,运行稳定,可有效实时调节喷杆高度,为喷杆喷雾机仿形喷雾控制提供了算法支持。     

基于单片机的无人机变量控制系统的设计

针对目前我国喷药系统在速度和喷量方面的不完善,设计了可调节流量的喷药控制系统。采用单片机调节超声波测速,控制电机转速,从而达到速度的变化,进而控制喷药系统的流量,实现速度闭环系统;用算法调节有关控制信号及参数,以实现电机转速变化,并在LED上实时显示速度等。在相同的试验条件下,通过设置不同的速度,进行了针对流量变化的相应试验。结果表明:该系统运行可靠,自动化程度高,有利于速度控制流量的完善,适用于无人机喷施系统。     

农用车辆自主导航控制系统设计与试验

集成软硬件系统搭建了一套农用车辆自主导航系统并进行了试验研究。硬件系统包括传感器、执行器和CAN-Bus通信网络;软件系统基于Windows操作系统、Visual Studio 2005开发环境,采用多线程编程技术开发。依据运动学规律建立了车辆运动模型,依据转向机构闭环响应曲线辨识了转向系统闭环模型,综合2个模型确立了航向与横向控制系统开环传递函数,基于PID理论设计了航向与横向控制器。试验结果表明:软硬件系统运行稳定;初始航向偏差在-86°与84°时,调节时间均在2 s以内,稳定后航向跟踪的精度均在1°以内;初始横向偏差在0.7 m和1.2 m时,横向偏差的最大值分别为10.4 cm与9.2 cm,横向偏差平均值分别为6.4 cm与3.5 cm,横向偏差标准差分别为2.6 cm与1.7 cm,横向控制器能够使系统平滑稳定地跟踪期望路径,跟踪精度在厘米级。     

电动气吸式排种器的电机转速特性研究

为了能够实现电动排种器的精量播种,提高播种的均匀性和产量,针对电动气吸式排种器转速与电机转速之间的问题,提出了一种双闭环控制系统配合转矩计算的新方法。该方法在无刷直流电机特性研究与负载转速、转矩计算的基础上,确定各个参数与相应函数,通过PID控制策略对电机转速进行控制,并在Mat Lab/Simulink软件上对电动机的双闭环控制系统建立了仿真模型并进行仿真。结果表明:系统能够较好地监测转子转速,具有良好的稳定性,且系统反馈转速与排种器转速计算吻合。搭建了连接电动气吸式排种器的无刷直流电机控制系统试验平台,结果表明:试验数据和仿真结果较为接近。该方法能够良好地调节电机转速同步排种器转速,验证了该方法的有效性与实用性。     

电动汽车永磁无刷同步电机调速方法研究

文章首先从永磁无刷同步电机的剖面结构出发,分析了其构成,然后在定子电压的作用下,建立了电机的电压平衡方程;通过转子的角速度,求取了定子反电动势,计算了电机的电磁转矩,进而得到了电机的运动方程。最后,采用PI控制器,建立了直流电机单闭环转速调节方法,并在此基础上,设计了带内环电流调节功能的直流电机双闭环转速调节方法。实验结果显示,该方法对永磁无刷同步电机具有较好的调速能力。     

PROFIBUS—DP在农村恒压供水中的应用研究

针对农村恒压供水系统的特点,为了保证其可靠运行,减小管网的水锤效应,提出使用s7—300PLC作为控制器,通过PROFIBUS总线交换数据信息来调节变频器运行状态,完成供水管网压力的PID闭环调节。运行结果表明,该控制方式提高了系统的可靠性,降低了电能消耗,属于比较先进的总线控制技术,可以在企业、学校、医院等场所的类似供水系统中推广应用。     

基于PLC的水泵试验台电动阀门PI控制的实现

阀门控制是水泵试验台自动控制系统的一个关键。采用工业控制计算机,根据专家系统确定最优工况的各试验流量,通过泵参数测量仪接收传感器的数据,对采集的相应数据进行处理分析并向PLC发出指令,PLC采用PI控制方法,通过PI控制的参数设定及自整定。根据PI调节的输出与输入的偏差成正比,还与偏差对时间的积分成正比,消除了控制过程中产生的静差,实现了阀门闭环调节的精确控制。设计了监控软件、PLC软件、PLC与工控计算机的通信软件,实现了水泵试验的控制、数据采集和处理。试验表明,PI控制方法对水泵试验中流量的调节具有较好的稳定性和动态特性。     

基于模糊PID控制的激光投线仪光线调节系统

激光投线仪能提供水平线和铅垂线基准,适用于泵站建设中建筑物与机电设备安装的基准标定.为解决传统激光投线仪光线校准精度较低、调节速度慢、人为因素影响较大等问题,在对现有激光投线仪光线调校原理深入研究的基础上,提出了一种新型激光投线仪光线调节系统.首先,设计了一套光线调节平台,该平台采用伺服电动机驱动光线调节螺栓,调节光线的水平度和垂直度,并通过线阵电荷耦合元件(charge-coupled device, CCD)检测激光线的水平度与垂直度来实现设备的校准;其次,基于模糊“比例-积分-微分”(proportion integration differentiation, PID)控制方法设计了用于实现光线自动调节的闭环控制系统.试验测试结果表明,所设计的光线调节平台调节过程平缓,速度快,水平度与垂直度都能控制在±1 mm/5 m范围内,满足出厂要求.     

一种基于PIC16F877A的数控电源设计

针对传统直流稳压电源存在稳压精度不高、不易调准、读数不直观的问题,提出了一种基于PIC16F877A数控稳压电源的设计方案,介绍了系统的工作原理及软硬件设计.该系统采用闭环反馈的方式对设定参数进行智能调节和控制以提高稳压电源输出精度,通过串行通信接口实现上、下位机的通信,具有灵活设定参数以及远程控制与监测功能.试验结果表明,该系统运行稳定,输出精度高、误差小,具有较强的可靠性及抗干扰能力.     

基于PCA-SDG的水轮机调节系统故障诊断

讨论了基于符号有向图SDG的故障诊断方法,建立了闭环控制系统的SDG模型及故障诊断推理规则.利用经验方法建立了典型的水轮机调节系统的SDG模型及故障诊断推理规则.针对SDG模型节点符号确定的主观性问题及节点阈值的组合爆炸问题,将主元分析PCA方法与SDG模型结合用于故障诊断.利用系统运行数据建立主元分析PCA模型,根据PCA模型构造残差统计量进行故障检测,当有故障发生时,将每一检测分量对残差统计量的贡献率与设定的贡献率阈值比较,得到各检测分量的定性符号值,该符号值作为SDG模型中相应节点的符号,根据SDG推理规则进行故障推理,找出故障源.根据现场运行数据建立水轮机调节系统的PCA模型,应用PCA-SDG故障诊断方法对其进行故障诊断,模拟系统传感器恒偏差故障,对故障诊断过程进行仿真,结果证明该PCA-SDG故障诊断方法对水轮机调节系统是有效的.     

植物根区电阻抗成像系统设计与实验

为了能及时地监测植物根区的状态,设计了一种32电极的电阻抗成像系统,包括硬件构成和图像重构系统,以数字合成技术（DDS）产生正弦波激励信号,采用相邻激励模式,以乘法器对测量信号和参考信号进行模拟解调,得到被解调信号相对参考信号的实部信息和虚部信息,计算信号的幅值、相位和实部、虚部,基于成像正问题和逆问题算法,以Matlab及开源套件EIDORS予以实现。设计了专用电源,将220V交流电源经整流滤波、线性稳压后为系统提供多种正负电源。实验测量了系统的信噪比、通道一致性等参数,验证了实验平台的可靠性,并在盛有盐水的容器中进行了实时电阻抗系统成像实验,对绝缘材料和胡萝卜介质检测,结果表明本系统可有效辨别被测物,并具有很好的分辨率和重复性。     

位移差动自感式磁流变阻尼器设计与试验

针对磁流变车辆半主动悬架减振系统中使用磁流变阻尼器与传感器分离布置易造成安装空间大、系统可靠性低、维护成本高以及传感器信号易受外部环境干扰等不足,设计了一种位移差动自感式磁流变阻尼器。该阻尼器活塞头凹槽内缠绕2层铜线圈,内层线圈为阻尼励磁线圈,通过控制阻尼励磁线圈输入电流就可控制输出阻尼力,实现阻尼力可控;外层线圈为产生感应电压信号所需感应激励线圈,当给感应激励线圈通入高频交流电励磁信号时,缠绕在绕线缸体上的两组感应线圈可分别感应出同频率的位移信号,并通过差动原理实现位移差动自感应。推导了位移差动自感应数学模型;搭建测试系统进行自感应特性测试及阻尼力学性能分析。试验结果表明:静态拉伸时阻尼器活塞位移与感应电压成线性关系;动态拉伸时,当振幅分别为5、10、15 mm时,能够产生幅值为0.3、0.6、0.9 V的感应电压,通过拟合可得到阻尼器活塞头位移与自感应电压成线性关系;给阻尼励磁线圈施加1 A直流电时,能产生360 N左右的可控阻尼力。     

基于BP神经网络的高速开关阀多级电压控制策略

为了提高液压系统控制精度,通过分析几种常用驱动策略下阀芯的动态特性以及进油口压力对动态特性的影响,提出了一种可适应进油口压力变化的多级电压激励驱动策略,与常用的双电压激励策略相比具有更好的动态特性,阀芯开启、关闭时间分别降至2. 2、1. 7 ms,线圈热功率降低了68. 5%。设计了一种通过PWM调制、可输出0～60 V之间任一电压的驱动电路。采用BP神经网络对PID参数进行整定,可实现液压缸位移的精确控制。在自适应电压激励与BP神经网络联合控制策略下,恒流量液压系统液压缸位移误差在-0. 3～0. 3 mm之间,变流量液压系统液压缸位移误差在-0. 5～0. 5 mm之间。     

柴油机低温起动瞬态参数采集处理系统

开发了一种便携式柴油机低温起动瞬态参数的采集系统.该系统运用总线数据采集卡结构,包含电压、电流、转速等传感器和F/V转换器等,可以多通道实时采集蓄电池起动电压、起动电动机电流、电解液温度和发动机转速等信号,并进行实时存储、处理与显示.通过DASⅥ.ab可以编写接口、标定程序,使用方便.试验结果表明,该系统性能可靠、精度高、抗干扰能力强,能够很好地满足柴油机低温起动性能瞬态参数的采集要求.     

内反馈电动机运用于泵站的节能效益分析

设计了一套内反馈电动机控制系统,根据整流逆变原理及其公式推导结果,设计了该系统的斩波器,用于内反馈电动机调速.将三相交流电压方程进行派克变换后转化为两相旋转坐标系下的电压方程,并结合前馈解耦控制策略得到三相电压型逆变器在dq坐标下的电压控制指令,设定q轴电流(无功电流)的给定值为0,即可实现该控制系统的单位功率因数控制.SVPWM控制器采样控制电压,并根据定子侧电压、电流信号的相位和大小产生驱动信号,控制逆变器的6个IGBT的开通和关断,将回馈的能量输送到定子附加绕组上,实现能量的二次利用.利用MATLAB对该控制系统进行仿真试验,仿真结果表明:随着斩波器占空比的逐步减小,电动机的速度也在不断减小,电动机有功功率不断减少,而无功功率始终为0,说明电动机在平滑调速的同时能保持较高的功率因数.以江苏省某泵站为例,采用内反馈电动机作为泵站的主电动机后,该泵站一年节约了电费41.31万元,计算结果表明该泵站获得了很高的经济效益.     

双绕组电抗器分流励磁发电机并列运行的技术措施

双绕组电抗器分流励磁发电机并列运行时会出现严重的振荡问题。作者结合实践提出了解决方法：减小电流源的励磁分量，降低励磁正反馈强度；电流源减小的励磁分量用增大电压源的励磁分量来弥补；使电压源的励磁分量可调。     

用模糊神经网络诊断发电机励磁主

介绍了一种以可控硅整流桥各桥臂两端电压信号作为模糊神经网络的输入信号的实时功率单元故障诊断系统。信号经过模数转换后送给模糊化处理单元，再传递到神经网络；神经网络根据以前学习、训练的知识，得出故障诊断结果。该系统解决了目前我国农村技术力量难以判断农用水利发电机组现代励磁控制系统中电力电子模块故障的难题。文中还介绍了用DSP（TMS320F2407）作为核心器件的控制电路的实现方法。     

滴灌压电泵的驱动电源设计与试验研究

针对滴灌压电泵对驱动电源的要求,基于EG8010逆变器芯片,采用单相桥式电压型逆变与整流电路以及SPWM技术控制正弦波发生器芯片实现一种基于SPWM技术开关型电源驱动装置.首先提出了适用于滴灌压电泵的驱动电源结构和工作原理,通过相应控制调节电路,形成激励电压与频率连续可调的单相正弦波,从硬件上进行了输出电压反馈与调节电路、频率调节电路、温度监测电路的设计,以此作为滴灌压电泵激励源并进行了试验研究.结果表明:与信号发生器和功率放大器组成的传统驱动方式相比,该驱动电源拥有自带死区控制、稳定性强、波形失真小、结构简单、体积小、操作方便、成本低等优点,能够满足其对滴灌压电泵的驱动与控制等要求.     

基于TS的农网无功检测新方法的

对现有的无功检测方法进行了分析，提出了一种基于正交小波变换的基波无功功率实时检测方法。该方法用电力系统电压、电流信号离散采集的数据，可方便地对系统功率因数实时检测，能有效地从含各次谐波和随机干扰的电压、电流信号中分解出无功补偿所需的基波无功分量，从而得到农网无功补偿所需的实时无功功率数据。通过仿真，验证了所提方法的有效性。     

混合动力微型电动车控制系统的设计

设计了一种混合动力微型电动车控制器,包括蓄电池供电系统和发电机供电系统,蓄电池供电系统由电动微处理器接收电动机电流控制信号控制蓄电池对电动机供电。发电机供电系统包括发电微处理器、恒压限流电路和发电机系统。控制发电机启动。发出的交流电经恒压限流电路为电动机供电或蓄电池充电。恒压限流电路控制发电机工作在最大功率状态,从而不会因为提供功率不足致发电机拖死,避免蓄电池的透支,延长蓄电池使用寿命。