电液比例负载口独立控制系统压力流量控制策略

介绍了电液比例负载敏感负载口独立控制系统组成结构和工作原理,建立了该系统的数学仿真模型;针对执行元件的不同工况,分别设计了基于计算流量反馈的速度控制器和基于压力闭环控制的压力控制器,实现了系统的压力流量复合控制;仿真和实验结果表明,该控制系统有较高的速度控制精度和良好的节能效果。通过变参分析,研究负载口独立阀单元频响和阻尼及死区对系统控制性能的影响,为负载口独立阀单元的开发和应用提供理论指导。     

电液负载敏感负载口独立多模式切换控制能效研究

针对传统电液控制系统单一工作模式能耗高、效率低等问题,提出了一种负载口独立多模式切换控制系统。该系统基于负载口独立控制,通过改变传统液压回路连接方式,为系统拓展多种节能工作模式并设计了多模式切换控制器。该控制器首先根据负载方向和速度方向,将系统切换至能量最优的工作模式;然后再根据工作模式为执行器进、出口配置最佳阀控策略,而泵控方式采用电液负载敏感方法使系统压力适应负载压力。为验证该系统在出口压力损失和能量再生两方面的节能效果,以传统电液负载敏感系统为对比对象,在小型挖掘机上进行了实验验证,并评估能效。实验结果证明,与传统电液负载敏感系统相比,采用负载口独立多模式切换控制方法在不降低运动跟踪性能的同时,能有效提高系统的能量效率,节能率达21.95%。     

负载口独立控制系统试验台电控系统设计

负载口独立控制系统是一种进、出油路独立调节的新型液压系统,可以实现运动控制的同时,兼顾节能特性。本课题针对负载口独立控制系统的运动控制特点和节能特性,根据试验台的控制要求,采用了CAN总线通讯技术,选用了控制器、传感器、流量计等相关电控元件设计了负载口独立控制系统试验台的电控系统,编写了相关程序,并对负载口独立控制系统在典型工况下进行了节能特性试验。试验结果表明:负载口独立控制系统的节能特性优于传统单阀芯阀控系统。     

定量泵负载敏感系统卸荷压力冲击抑制研究

定量泵负载敏感系统在快速卸荷时容易出现压力冲击现象,对系统的可靠性和寿命产生较大危害。三通压力补偿阀是定量泵负载敏感系统中关键的调压元件,本文以三通压力补偿阀为切入点,建立定量泵负载敏感系统功率键合图模型,基于键合图模型推导系统的状态方程,建立Matlab动态仿真模型,探讨系统卸荷压力冲击的抑制方案。基于系统仿真模型,首先对系统卸荷压力冲击的仿真与试验进行对比,验证了仿真模型的正确性;然后,针对三通压力补偿阀的系统压力腔阻尼、阀芯直径、Ls腔阻尼、阀口锥角等关键参数,对卸荷压力冲击影响规律进行仿真;最后,基于关键参数对卸荷压力冲击影响规律的分析,提出了一种"小阀芯、双阀口"型三通压力补偿阀结构优化方案,并对其卸压冲击抑制效果进行了仿真和试验。结果表明,该方案可以有效抑制卸荷压力冲击,优化后系统卸压冲击压差比原系统降低了89%,卸荷压力降低了20%,进一步实现了节能。     

负载敏感技术在甘蔗联合收割机上的应用

甘蔗联合收割机由于执行元件的复杂性及液压系统负载的多变性,在作业过程中造成了大量的液压能损失现象.为改善收割机的节能性,在对负载敏感系统的工作原理进行分析的基础上首次提出了将负载敏感技术应用于甘蔗联合收割机的节能观点,并为其负载敏感系统匹配了相关参数.基于AMESim平台的静、动态仿真结果表明,在系统压力达到调压阀设定压力之前,系统的流量仅取决于流量阀的开口而与负载无关,负载敏感阀将根据流量阀的开口自动调节变量泵的排量.在系统压力达到调压阀设定压力之后,系统压力仅取决于调压阀的设定值,而与负载无关,此时负载敏感阀将自动调节变量泵的排量使其恰好与负载的需要相适应,控制过程的压力损失小于1 MPa,从而大大减小了甘蔗联合收割机的液压能损失.     

高压气动比例减压阀设计与仿真

提出一种高压气动比例减压阀,该阀由比例电磁铁控制的二位三通型滑阀式先导阀和活塞提升式主阀组成,通过压力传感器和控制器构成闭环电反馈控制,最高工作压力为31.5 MPa。该阀虽然存在少量先导耗气,但保证了压力调整的快速性和稳定性,克服了先导泄漏对减压阀的影响,避免了先导阀意外结冰的发生。在介绍结构及工作原理的基础上分析了该减压阀的特点,利用AMESim建立了考虑气源压力和负载流量波动的仿真模型。仿真结果表明:该阀在气源压力缓慢下降且负载流量大范围波动的情况下能实现稳定的压力输出,在不改变控制参数的前提下,当气源压力为31.5 MPa时输出压力可在1~30 MPa范围内稳定;先导阀预开口形式对压力精度影响较小,但应避免正开口以减少气体浪费;先导阀环形间隙高度控制在10μm左右较为合适。     

负荷传感转向液压系统优先阀的稳健设计

为了实现优先阀的稳健设计,基于解析法及SIMULINK分别建立了优先阀动态数学模型及仿真模型,仿真分析了系统各参数变化对优先阀动态响应特性的影响规律。在分析动态响应特性主要影响因素的基础上,以优先阀转向系统的流量响应超调量最小为设计目标,以优先阀的阀芯直径、弹簧刚度及节流口面积为设计变量,以方向盘角速度、转向负载、工作负载及输出流量为不确定因素,完成了基于损失模型的稳健设计。结果表明,稳健设计提高了设计目标的稳健性,一定程度上提升了优先阀的动态响应特性,该设计方法同样适用于其他阀件的改进设计。     

多路阀可视化机液系统建模及动态特性

为研究LBF20型电液比例负载敏感多路阀的动态特性及参数优化,分析了此多路阀的工作原理及流量共享分配特性,提出了用AMEsim软件建立基于挖掘机的可视化机液一体化系统模型的新方法.再将铲斗动臂收缩复合动作时系统流量分配特性的仿真结果与理论分析对比,验证系统模型的正确性.采用批参数运行和控制变量的方法,研究了三通流量补偿阀的弹簧预压力、LS管路的直径、长度和横截面形状对系统动态特性的影响,确定最佳参数范围.结果表明:三通流量补偿阀的弹簧预压力设定在150~350 N较合理,且预压力增大,进入负载联的流量、压力裕度和泵出口压力均增加;LS管径适当增大,管内流体为层流,管路上的压降几乎为0,此时管路长度和横截面形状对系统特性影响较小.建模方法可为其他多控制阀机液系统建模提供参考,LBF20型多路阀系统模型可用于其进一步的参数优化和动态特性研究.     

基于机液压差补偿的负载口独立液压系统设计

为了克服传统阀控液压系统由于其采用一根阀芯同时控制着进、出口油路,而造成的能耗大、效率低,出现了负载口独立液压系统。在负载口独立液压系统运动控制的研究中,大多采用电液压差补偿方法,此种方法具有计算量大、方法复杂、成本高等缺点,为此,本文分析了机液压差补偿方法的工作原理及其特点,根据机液压差补偿方法的原理,采用5个二位二通比例阀作为主控制阀,选用压力补偿器对进口控制阀两端的压差进行补偿,配以梭阀、换向阀、过载补油阀等辅助元件,设计了基于机液压差补偿的负载口独立控制阀,以及挖掘机工作机构负载口独立液压系统,并搭建了实物试验平台,从而为后续负载口独立液压系统的控制特性研究提供了良好的试验基础。     

拖拉机液压底盘液控比例流量阀设计与试验

为提高液压驱动拖拉机行驶时的调速稳定性和低速行驶时的平顺性,设计了一种液控比例流量阀。该阀设计有压力补偿功能,以消除压力波动对流量的影响,提高了流量控制精度。通过传统计算和仿真验证的方法对该阀进行结构参数设计。基于阀口迁移理论设计了阀芯节流槽,以增大调速区间。仿真结果表明:该阀控制流量范围为0~5.67×10-3m3/s,流量变化平稳,流量调速控制压力区占总控制压力区间的68.4%;压力补偿阀控制补偿压力在0.3~0.7 MPa的范围内,可使比例换向阀流量稳定。试验结果表明:拖拉机空载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的45%;拖拉机空载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的62%;拖拉机重载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的49.5%;拖拉机重载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的48.5%;当控制压力为0.78 MPa时,液控比例阀流量稳定在8.33×10-5m3/s;当控制压力为0.84 MPa时,液控比例阀流量稳定在2.5×10-4m3/s。     

模糊控制在智能湿度仪上的应用

针对农业生产及温室中湿度控制非线性、延时性及无法建立数学模型等特点,提出了一款基于模糊控制的智能湿度仪.同时,根据湿度控制特定的设计需求,以黄瓜为例设计了一款模糊控制器,总结了数据和专家经验,得出合理的模糊规则.在MATLAB上进行了模糊控制的效果评估,以检测其规则及控制效果,并使用MATLAB的Simulink工具箱建立系统的动态模型对系统进行仿真.仿真结果表明,基于模糊控制的智能湿度仪具有良好的鲁棒性和动态性较好,具有较高的推广应用价值和农业生产价值.     

电动机驱动玉米气吸排种器总线控制系统设计与试验

车速对电动机驱动玉米气吸式排种器排种性能具有重要影响,为此设计了一种电动机驱动排种器CAN总线控制系统,采用CAN总线通讯的方法探究系统驱动排种器随车速的变化特性。该系统主要由人机交互设备、排种监测ECU、排种驱动ECU组成,参照ISO 11783协议,对播种机具总线系统进行了设计。以4行气吸式玉米排种器为对象,搭建试验台,对总线控制排种盘转速精度进行了试验。通过总线提取的排种盘转速闭环调控结果得出,排种盘转速位置PID控制调整过程中存在低速调节时间长、超调量大的问题。采用分段PID参数控制的方法,由试验结果将排种盘转速设定值分为低速(15～20 r/min)、中速(20～40 r/min)、高速(40～55 r/min) 3个阶段,分阶段赋予对应闭环调节参数,得出排种盘目标转速在低速阶段时平均响应时间、平均超调量分别为1. 84 s、38. 51%,与位置PID控制相比较,分别降低1. 63 s、34. 41%; 15～55 r/min时平均稳态误差绝对值为0. 97 r/min,标准差为0. 76 r/min,平均稳态误差绝对值减小0. 13 r/min。进行了总线系统落种监测精度试验,设定粒距20 cm,排种盘孔数为26个,车速4～12 km/h时,系统排种监测平均准确率为97. 53%,标准差为0. 48%。采用排种总线系统对车速影响排种器性能进行了试验,风机驱动轴转速为540 r/min,车速范围为4～8 km/h,测得风压范围为-6. 0～-5. 9 k Pa,播种合格指数平均为95. 68%,标准差为2. 29%;车速达到9 km/h时,合格指数降到90%以下,排种器漏播较严重。通过对播种总线系统车速和4行排种驱动电动机实时转速的监测,进行了车速阶跃变化播种系统响应试验,结果表明在车速4～12 km/h、2 km/h间隔递增过程中,系统对排种盘目标转速平均响应时间为2. 00 s,标准差为0. 34 s; 2 km/h间隔递减过程中,系统对排种盘目标转速平均响应时间为1. 83 s,标准差为1. 07 s,表明按照车速阶跃变化,该总线控制系统具有较好的响应性能。     

复杂防洪系统大规模LP模型扒口分洪运用方式分阶段算法研究

从水库、分蓄洪区及河道调蓄洪的基本原理出发，建立了一个复杂防洪系统的大规模线性规划（ＬＰ）模型。针对隐含着０～１要素、难以拟线性化的扒口分洪问题，提出了判断扒口分洪界点及其相应的分阶段算法的处理方法。实例验算表明，该分阶段算法是可行的。     

酿酒葡萄振动分离试验研究

随着新疆酿酒葡萄种植面积的不断扩大,人工收获存在的劳动强度大、效率低等问题日益突出,已成为制约酿酒葡萄产业健康快速发展的重要方面。为此,在自制的振动分离率测定装置上,以电机转速、偏心距离及摇杆长度作为影响因素,分离率为性能指标,确立了试验方案并进行了振动分离试验,分析了影响振动采收效果的主要因素,确定了各参数最优组合。试验结果表明:影响酿酒葡萄分离率的主次顺序为偏心距离、摇杆长度和电机转速,最优参数组合为偏心距离75mm、摇杆长度320mm、转速245r/min。试验结果为设计基于葡萄藤蔓振动的酿酒葡萄振动分离装置提供了理论依据。     

具有不停电换表功能的单相电能表接插件的研制

随着人们对美好生活向往的不断提高,对供电可靠性的要求也逐步提高。目前单相电能表换表数量巨大,电能表更换造成了用户的长时间停电,同时造成了大量未换表用户停电,严重影响供电服务质量,成为用户不满意的风险点之一。本文介绍了单相电能表接插件实现不停电换表及短路电量计量的原理,提出了接插件、短路构件等部件的技术要求,解决了换表引起的用户末端停电问题,提高了供电可靠性。     

便携式叶绿素计的设计与性能测试

作物生产过程中,缺氮会导致减产,而过度使用氮肥会导致资源浪费和地下水污染.合理施用氮肥是当前的研究热点,利用叶绿素计指导施氮肥有着快速方便无损的优点,国内外学者在利用SPAD-502叶绿素计指导作物施肥这方面开展了大量研究工作.为此,根据叶绿素含量相对值SPAD值的模型,设计了一款便携式叶绿素计.同时,详细介绍了这款便携式叶绿素计的光路设计、电路设计和机械设计并进行了田间验证试验.试验结果表明,这款便携式叶绿素计样机可以用于测量作物叶片SPAD叶绿素相对含量值,并可用于指导田间氮肥的施用.     

软硬物质分离技术及其关键设备的研究

根据农副产品加工技术的现状以及现有典型设备的适用范围和特点,介绍了农副产品软硬物质分离机的结构和工作原理.该机解决了现有同类设备加工品种单一的问题,可以用在农副产品、水产品加工领域,具有分离效果好、含杂质率低、产品产出率高和结构独特等特点.     

食品光电色选技术装备设计及应用

在对食品物料的质量评定和质量管理中,要对物料进行多种方法的检测,并根据检测结果对产品分级分类。随着人民生活水平的提高,人们对食品质量越来越重视,要求对大米、豆类、水果等进行分级分类,对其色选已成趋势。为此,对光电色选技术的目的及设备原理进行了阐述,并介绍了其应用情况。