基于校园网的电机转子试验台远程测控系统

针对高校教育规模快速增长导致工科试验环境拥挤、资源不足等问题,采用虚拟仪器技术和LabVIEW软件平台Remote Panel发布技术,对网络实验室的体系结构、视频图像网络传输和网页融合技术进行研究,设计了基于B/S模式的电机转子网络测控实验室远程测控系统:在测控系统的HTML源文件中创建帧,该系统能够通过校园网在同一网页页面中显示实验室电机转子的监控图像和测控参数信息;用户可以利用校园网进行电机转子的位移测量、轴心轨迹测量、振动测量以及转速测量和控制等试验项目。实际运行结果表明,视频图像800像素×600像素时清晰度好,电机转子转速能够快速逼近网络用户设定值,误差为1%,振动信号和转速信号采集误差为1%,能够满足转子试验台远程测控网络试验的要求。     

汽车前轮侧滑量测试系统

汽车前轮侧滑量的检测是保证汽车行驶安全的重要检测项目。对采用差动变压器位移传感器的侧滑试验台，分析了传感器特性和影响测试精度的因素，设计了传感器测量电路和ＳＴＤ总线工业控制机测试系统。在侧滑量小于１０ｍｍ．ｍ＾－１的范围内，测试值的最大误差为０．１８ｍｍ，满足测试精度要求。     

土壤含水率对近红外传感器标定模型的响应研究

为提高近红外传感器测量的准确度,进一步理解不同标定模型对土壤含水率测量精度的影响。利用土壤表面的近红外反射光强来预测土壤含水率,通过归一化处理将反射光强转化为相对吸收深度和相对反射率,采用2种标定方法,分别建立土壤含水率与相对吸收深度之间及土壤含水率与相对反射率之间的线性模型与非线性模型。选取我国东北地区的黑土进行标定,并用独立的试验数据对模型进行检验。结果表明,吸收深度法的线性和非线性模型的预测值和实测值符合度较好。反射率法的线性模型和非线性模型对土壤的含水率预测均方根误差(RMSE)分别为2.89%和2.95%,相对吸收深度法非线性模型的RMSE值明显大于其他3种模型,预测准确度最低。说明不同标定方法会影响土壤含水率的预测结果。4种模型的预测精度能够满足测量要求。     

一种监测笼型感应电动机转子断条故障的新方法

电机断电后，如果有导条断裂，转子磁通在定子绕组中的感应电压将直接受到影响。根据这一特点，提出了一种诊断笼型感应电动机转子断条的新方法，即通过分析定子绕组中感应电压高次谐波的变化来确定转子断条故障。与其他方法相比，该方法能消除三相电压不平衡以及电机磁饱和等现象对故障监测所造成的影响。仿真与试验结果证明了该方法的有效性。     

汽车离合器盖总成检测试验台关键零部件有限元分析

汽车离合器盖总成检测试验台关键零部件的强度和刚度对试验台的测量精度影响较大,本文利用ANSYS有限元分析软件对加载盘和代分离轴承进行了强度和刚度校核,为试验台的设计和提高试验台精度提供了理论依据。     

基于自适应磁链观测器的无传感器检测技术研究

基于两相静止坐标系下的永磁同步电动机状态方程,将自适应状态观测器理论应用到磁链位置估计法中,提出了一种基于自适应磁链观测器的估算转子磁极位置和转速的方法.该方法以定子电流和转子磁链为状态变量构造状态观测器,以观测器模型与电机模型的电流误差构成自适应律,通过对线电流和转子磁链的估算实现对转子位置信息的检测.最后用Simulink建立了采用该方法的矢量控制系统的仿真模型,结果表明该估算方法有较高的估算精度和较强的鲁棒性.     

基于神经网络的立木枝干测量方法研究

通过神经网络算法完成实现摄像机标定,并将标定方法应用到立木枝干的测量上,实现立木枝干尺寸测量的自动化.该方法包含3个主要步骤:首先是通过图像预处理提取特征点,其次针对树木特点提出改进型神经网络摄像机标定算法,最后对测量方法进行验证并对误差进行分析.结果表明,此方法的测量精度能达到0.1mm,测量误差为±1.40 mm,满足作业要求.     

圆柱型超声电机驱动质点的运动分析与接触结构设计

针对目前圆柱型超声电机定、转子间相对滑动较大,导致电机效率低下等问题,推导了定子端面驱动质点的运动轨迹方程,并利用MATLAB软件对驱动质点的运动轨迹进行仿真分析;采用有限元法对本研究提出的柔性接触结构进行接触变形分析;对定子进行模态和谐响应分析。结果表明：定子端面驱动质点的运动轨迹为一椭圆,椭圆面与定子端面呈一定夹角;本研究提出的柔性接触结构能有效减少定、转子间的相对滑动。     

稻麦联合收割机碎草机构实时监控系统的研制

针对现有稻麦联合收割机秸秆切碎抛撒装置智能化水平不高,相关参数监测系统缺乏等问题,基于机电一体化控制技术,研制稻麦联合收割机秸秆切碎抛撒装置监控系统。该系统由推杆电机、霍尔传感器、扭矩传感器、位移传感器、人机交互终端以及电子控制单元(ECU)等组成,人机交互终端采用组态触摸屏,通过485总线与电子控制单元进行实时信息交互,实现转速、开度等系统参数实时采集、显示与存储,并能够根据作业要求控制推杆电机控制撒布板开度,实现秸秆半幅和全幅抛撒。实时调整抛撒效果。将此系统应用于秸秆切碎抛撒试验台,在秸秆切碎抛撒试验台上进行系统性能测试试验,结果表明:监控系统操作简单,参数测量精度达到94%以上,推杆的控制精度达到90%以上,系统具有良好的鲁棒性,能够满足稻麦机械化收获的相关要求。     

基于ANSYSWorkbench的高速开关磁阻电机转子的动态仿真分析

利用非线性电感参数法推导出确定开关磁阻电机主要尺寸的计算公式,得到了转速为10 000 r·min-1,功率为1 k W的三相6/4结构的高速开关磁阻电机的主要结构的尺寸,并建立了电机主轴转子装配体的仿真模型。应用ANSYS Workbench软件对主轴转子装配体进行动态仿真分析,得到了电机主轴转子装配体的前6阶固有频率和振型及相应的临界转速。分析结果表明,电机的额定转速远小于一阶临界转速,电机在高速运行过程中不会出现共振现象,保证了电机工作的可靠性和安全性。     

水稻联合收获机双电机履带式底盘设计与驱动功率试验

我国南方水稻收获季节正值高温,为减轻人工劳动强度,水稻联合收获机智能化是重要发展方向,为此设计了一种拟用于中小型智能水稻联合收获机的双电机驱动履带式底盘,主要由电机、蜗轮蜗杆减速器、电瓶、增程器、传动轴、驱动轮、支重轮、浮动轮、托轮以及张紧装置组成,履带接地长度1.14 m、轨距0.9 m、履带宽度0.4 m,采用2个直流永磁无刷电机驱动,总功率6 kW。基于Zigbee搭建了远程遥控系统,以自行设计的基于霍尔传感器非接触测功系统对该底盘两侧履带电机驱动功率进行检测;以底盘质量和行走速度为试验因素,基于MATLAB/SIMULINK对履带式底盘单侧驱动功率进行仿真试验、以测功系统得到的信号作为试验指标开展田间试验。结果表明,直行速度对功耗影响显著;整机质量对功耗影响显著;随整机质量增加,该机传动系统功耗损失相对减小;随直行速度增加,传动系统功耗基本保持不变;该底盘可满足实际生产需要。     

无位置传感器无刷直流电机启动系统研究

无位置传感器无刷直流电机具有启动时间长，传统的电机启动方法容易使得电机失步，带负载启动能力弱等特点。根据无刷直流电机定子铁心的饱和效应，这里采用三段式中的初始位置预定位法进行转子预定位和两步短时脉冲法进行转子加速。该方法能够快速得到转子的位置，并且在不失步的情况下得到初步速度，建立较低的反电动势，进而切换至反电动势控制方式运行。     

Axle-less F1-ATPase rotates in the correct direction

F1-adenosine triphosphatase (ATPase) is an ATP-driven rotary molecular motor in which the central gamma subunit rotates inside a cylinder made of three alpha and three beta subunits alternately arranged. The rotor shaft, an antiparallel alpha-helical coiled coil of the amino and carboxyl termini of the gamma subunit, deeply penetrates the central cavity of the stator cylinder. We truncated the shaft step by step until the remaining rotor head would be outside the cavity and simply sat on the concave entrance of the stator orifice. All truncation mutants rotated in the correct direction, implying torque generation, although the average rotary speeds were low and short mutants exhibited moments of irregular motion. Neither a fixed pivot nor a rigid axle was needed for rotation of F1-ATPase.     

上游转子对下游静子叶片气动力的影响

为研究轴流压气机下游静子叶片非定常气动力的大小和频率的变化规律，采用在静子叶片表面埋设微型动态压力传感器的方法，在低速单级轴流压气机实验器上进行了静子叶片表面压力的测量。测量了不同轴向间距、不同转速下从近堵塞到近失速的宽广流量范围，并对所测得的静子叶片非定常气动力进行了离散傅立叶变换，以分析其频谱特性。实验结果表明：在转子尾迹的影响下，静子叶片表面的波动频率是转子的尾迹频率及其倍频。转子尾迹频率的高频分量对静子叶片吸力面前缘的影响比对其他位置的影响大。叶片表面的非定常压力和气动力随压气机流量、转速和轴向间距的变化而变化。     

带转子电阻估计的感应电机无速度传感器控制

对于转子电阻未知的感应电机提出了一种可以估计转子电阻的转速估计方法.该方法假设定子电阻已知,用改进的电压模型估计转子磁链.然后根据感应电机的静止坐标系模型推出转速和转子电阻的表达式,在已知转子磁链的情况下,将这两个表达式看作一个二元一次方程组,解出转速和转子电阻的解析表达式,分析了这两个量的表达式的成立条件.提出了感应电机的无速度传感器控制方案.仿真研究表明,本文提出的方法能准确地估计感应电机的转速和转子电阻.     

High-speed atomic force microscopy reveals rotary catalysis of rotorless F₁-ATPase

F(1) is an adenosine triphosphate (ATP)-driven motor in which three torque-generating β subunits in the α(3)β(3) stator ring sequentially undergo conformational changes upon ATP hydrolysis to rotate the central shaft γ unidirectionally. Although extensive experimental and theoretical work has been done, the structural basis of cooperative torque generation to realize the unidirectional rotation remains elusive. We used high-speed atomic force microscopy to show that the rotorless F(1) still "rotates"; in the isolated α(3)β(3) stator ring, the three β subunits cyclically propagate conformational states in the counterclockwise direction, similar to the rotary shaft rotation in F(1). The structural basis of unidirectionality is programmed in the stator ring. These findings have implications for cooperative interplay between subunits in other hexameric ATPases.     

汽车用永磁无刷直流电机无位置传感器技术研究

研究一种汽车用永磁无刷直流电机无位置传感器控制技术-反电动势三次谐波检测法，它是利用定子反电动势三次谐波积分的方法来估算转子的位置。具体工作过程就是把电枢三相电压进行叠加，然后从中提取出反电动势的三次谐波分量，通过选择其积分过零点为电机的三相逆变电路的换相点。最后通过实验表明其与理论分析完全一致，为其在实际应用提出一种新的方法。     

Shenck(申克)汽车底盘测功机惯性系统的开发设计

分析了汽车底盘测功机惯性系统的工作原理，研究了惯性系统与汽车质量的匹配规律，并依此开发设计出Shenck汽车底盘测功机惯性系统及其控制系统，该系统可满足汽车动力性能的各工况测试要求。     

林业并联式铰接底盘优化设计与越障性能仿真分析

目的林业动力底盘一般在地形复杂多变的环境进行露天作业,故其需要具有良好的地面适应性以及较大且稳定的车轮与地面接触力。我国林区特种车辆底盘研究相对薄弱,而国外林业特种车辆底盘在我国实际运用中具有一定的局限性,因此,研发针对我国山地环境的特种车辆底盘对我国林业发展有重要意义。方法根据多自由度并联平台的运动原理和优点,设计一种具有俯仰、转向、侧翻3种相对运动的新型林用铰接机构,并结合Creo Parametric和Adams/View进行参数化建模和运动学优化设计。为了评估该铰接机构的越障性能,对普通底盘和并联式铰接底盘进行爬越斜坡和陡凸越障联合仿真,通过底盘质心高度变化曲线以及车轮与地面的接触力曲线分析并联式铰接底盘的越障性能,并与普通底盘进行对比。结果优化设计后的并联式铰接机构转向角和俯仰角最大值增加,并且并联式铰接底盘越障时的车轮与地面的接触力、最大爬坡角度和陡凸越障高度均比普通底盘大。结论并联式铰接底盘总体越障性能优于普通刚性连接底盘,该并联式铰接机构适用于林业动力底盘。      

基于LabVIEW的笼型异步电动机转子断条故障在线检测系统

提出了一种基于LabVIEW平台下三相异步电动转子断条故障的在线检测方法.该方法采用光电传感器对电动机的转差率进行精确测量,通过对电动机的定子电流信号进行频谱分析,查找电动机定子电流频谱图中有无转子断条故障特征谱线,从而实现电动机转子断条故障的检测.实验结果表明该方法灵敏度高,具有一定实用价值.