基于PSPICE的电控柴油机电磁阀驱动电路仿真设计

建立了精确的电控柴油机电磁阀驱动电路PSPICE模型.通过仿真分析,讨论了不同参数对电磁阀驱动电流特性的影响.在对各个因素进行综合分析的基础上,设计了电控柴油机电磁阀通用驱动模块.该模块采用电路反馈、高低端控制以及高低电源驱动的方式,满足了电控柴油机高速电磁阀驱动的要求.同时,基于仿真方法,还设计了电磁阀驱动回路的故障检测、诊断以及ECU自保护功能.试验表明,采用该方法设计电控单体泵柴油机、高压共轨电控柴油机用ECU的电磁阀驱动模块是高效可靠的.     

柴油机排放CO-PM预测模型

基于柴油机一氧化碳（CO）和微粒（PM）的生成机理，建立了由CO排放浓度值预测PM值的柴油机CO－PM排放预测模型。为验证模型的有效性，在6缸增压中冷柴油机上进行了试验，计算结果与实测值较吻合。该模型对共轨式电控柴油机的仿真计算和ECU设计有一定的应用价值。     

基于MPC5xx的高压共轨柴油机电控单元设计

利用微处理器MPC5xx，设计了高压共轨柴油机电控单元（ECU）硬件。分析了ECU的功能，阐述了该系统的处理器模块、传感器信号处理模块、电源模块、驱动模块、通讯接口模块的结构以及设计方法，并提出了提高ECU可靠性以及电磁兼容性的方法。试验表明，该ECU驱动喷油器电磁阀电流从0A提升到10A仅需要0．2ms，从保持的5A降到0．1A仅需要0．3ms。ECU的响应速度完全满足高压共轨柴油机燃油喷射系统的要求。     

基于GT-POWER的柴油机排放仿真分析

柴油机以其热效率高(高出汽油机20%)、适应性好、输出功率大等优点,应用范围越来越广。本文应用GT-POWER软件建立某型船用柴油机系统仿真模型,得到柴油机排放NOx仿真值,通过与实验值对比分析,验证计算机仿真技术在柴油机试验中的可靠性。结果表明,采用计算机仿真分析为柴油机的设计发展提供方法与途径     

柴油机喷射系统高压油路的流固耦合仿真

泵-管-嘴式喷油系统中喷油嘴与高压油管的结构参数决定燃油的喷雾质量,从而影响整个柴油机的燃烧状况。通过计算流体力学(CFD)理论,利用数值仿真方法建立了某385型高速直喷柴油机喷油系统的计算模型,对高压油管和喷油器油道的液力过程进行了流固耦合仿真,较为准确地模拟了燃油在油道内的流动过程,分析了油管长度对喷雾特性的影响,进而确定了合适的高压油管几何尺寸,为后期的柴油机燃油喷射系统的研究提供理论依据。     

小型电控柴油机凸轮轴曲轴信号模拟发生器

根据电控柴油机ECU开发过程中的测试需求,开发基于32位微控制器SPC563M64用于ECU测试的信号发生装置。系统硬件包括电源管理模块、微控制器模块、通信模块和驱动信号输出模块;系统软件包括SCI通信模块、命令处理模块和波形计算模块。     

电控国Ⅲ柴油发动机在青贮饲料收获机上的应用

国Ⅲ柴油机排放低,能有效保护环境;ECU控制单元通过CAN总线实时显示柴油机各重要参数;柴油发动机一旦出现故障立即报警并反馈到显示屏上,比较直观和准确。鉴于国Ⅲ柴油机的优越性,成功将其应用于青贮饲料收获机上,更会促进和推进国Ⅵ与国Ⅴ柴油机在农业机械上的推广和普及。      

柴油机电液调速技术分析

调速技术作为柴油机电控技术的关键技术,能够起到对柴油机性能指标进行准确衡量的作用。从机械式调速器到现在的电液调速器,柴油机调速技术经历了几十年的发展,功能逐渐丰富,自动化水平也得以提升。通过系统仿真结果和柴油机调速试验结果得出的数据相互吻合,证明建立模型与仿真计算是科学合理的。     

冷却液温度对柴油机热功转换效率的影响

以热力学第一定律为基础,分析了柴油机热功转换的机制,在此基础上建立了基于GT-Suite软件的仿真模型,实现了冷却系统与发动机的耦合仿真。设计并进行了DEUTZ TCD8V2015型柴油机的热平衡试验,对仿真模型进行了校核。利用所建立的分析手段,研究了冷却液温度变化对柴油机热功转换过程的影响,得出了发动机性能及缸内传热随冷却液温度的变化趋势。结果表明柴油机中小负荷时冷却液温度变化对热功转换效率影响较大,冷却液温度每升高20℃,热功转换效率增加2%～3%。     

面向控制的柴油机进排气氧气质量分数估计方法研究

在构建高压回路EGR涡轮增压柴油机气路系统动态模型基础上,设计了柴油机进排气氧气质量分数的龙贝格观测器,实现对柴油机进排气氧气质量分数的估计;利用李雅普诺夫稳定性原理对设计的观测器进行了稳定性分析,分析结果显示,设计的进排气氧气质量分数观测器满足稳定性要求,可以用于进排气氧气质量分数的估计;由于进气歧管不宜安装宽裕氧传感器(UEGO),进气氧气质量分数难以测到,本文推导出一种进气氧气质量分数的计算方法,并对推导出的计算方法进行了仿真对比验证,结果表明,该计算方法能够对进气氧气质量分数进行比较精确的计算估计;最后,对设计的进排气氧气质量分数观测器进行了仿真和试验验证,结果表明,设计的观测器可以对柴油机的进排气氧气质量分数进行准确估计,为基于进排气氧气质量分数的柴油机气路控制器设计奠定了基础。     

入畦单宽流量对春小麦耗水及其产量的影响研究

为了探究适合我国西北地区畦灌春小麦入畦单宽流量,于2017年3-7月在甘肃省民勤县开展大田试验。试验分析了3种入畦单宽流量[Q1、Q2、Q3分别为4.0、3.0、2.0L/(m·s)]的耗水规律、株高、干物质、产量及水分利用效率等指标。结果表明,各处理春小麦的日均耗水量呈现先增长后减小的趋势,Q2处理的灌水均匀度和施肥均匀性均高于Q1和Q3处理。3种处理的产量构成因素的差异不明显。Q2处理的产量和水分利用效率均高于Q1、Q3处理,且后2种处理间差异不显著,Q2产量达10180.1kg/hm^2,比Q3增产14.75%。综合比较Q1、Q2、Q3处理,Q2处理最有利于增产。该试验结果可作为民勤及类似环境条件地区畦灌春小麦适宜的入畦单宽流量参数。     

土壤铅镉污染修复中植物修复技术的研究进展

近年来,由于工业"三废"治理不彻底、化肥农药的过量使用以及剩余污泥回用农田等原因,导致我国土壤重金属污染日趋严重。重金属无法被降解,易在土壤中累积,并通过生物富集和生物放大效应对环境和人类健康造成危害。土壤重金属污染修复与治理成为研究热点。重金属污染治理包括客土法、石灰改良法、化学淋洗法、植物修复等,这些方法各具特点,均有其适用范围,得到国内外学者的普遍关注。文章针对土壤铅镉污染的植物修复技术展开综述,并对可能影响植物修复的一些因素进行了介绍,最后对本领域的研究方向进行了展望,以期为同行业的从业者提供一定的借鉴。     

基于Porous模型的多旋翼植保无人机下洗气流分布研究

植保无人机进行果树施药时,果树冠层周围及内部的下洗气流时空分布对雾滴的附着和分布有重大影响,为明确无人机下洗气流时空分布规律,针对六旋翼植保无人机,结合RANS方程、RNG k-ε湍流模型、Porous模型、滑移网格技术及SIMPLE算法,建立了六旋翼植保无人机悬停施药下洗气流时空分布的三维CFD模型。数值模拟结果表明:无果树时,旋翼下洗气流近似呈"圆柱形"向下发展,到达地面后形成地面铺展,在旋翼正下方0. 6～1. 7 m区域内出现速度范围为3. 0～4. 0 m/s的"Z方向(竖直向下)速度稳定区";有果树时,冠层对旋翼下洗气流有明显的阻挡作用,不再出现"Z方向速度稳定区"。以本文模拟的3棵果树为例,Ⅰ号果树冠层周围气流从冠层上半部区域开始呈"圆锥形"向下发展,以一倾斜角发展到地面形成小范围地面铺展,地面铺展末端出现近地面卷扬,Ⅱ、Ⅲ号果树冠层周围气流卷扬严重,在计算区域内无明显地面铺展;旋翼中心正下方Z方向速度最大接近8 m/s,随着冠层压力损失系数的增大,旋翼中心正下方Z方向速度衰减加快,同时旋翼气流向四周产生扩散;计算冠层内部Z方向最大速度衰减比发现,除Ⅲ号果树冠层下半部,无果树和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号果树冠层内部Z方向最大速度衰减比依次增大。试验表明,无果树时旋翼正下方0. 3、0. 8、1. 3、1. 8 m处和近地面2. 3 m处试验值与模拟值的相对误差分别在10%以内和不大于25%,总体拟合优度0. 984 6,数值模拟准确;试验果树与模拟果树冠层内部的气流速度分布规律具有很好的一致性。     

拖拉机作业负载工况数据采集试验

为了提升柴油机对农业作业工况的适应性,提高我国智能农业机械装备的技术水平,对拖拉机作业负载工况进行了研究。首先开展了农用拖拉机实机作业工况试验,获取了整机运行的原始数据;其次,划分了作业片段,构建了农用拖拉机作业典型工况。     

基于半定量方法的施肥管理模型

AquaCrop模型利用半定量的方法代替具体施肥量数据,该模型与遥感数据结合能有效减小区域施肥管理措施的空间差异性带来的模拟误差。利用盈科灌区2012-2013年田间试验数据对AquaCrop模型进行率定和验证,并对模拟结果进行了精度分析。结果表明:2012年和2013年土壤储水量模拟值和观测值的决定系数R^2分别达到0.83和0.89,RMSE均在合理范围内;冠层覆盖度模拟值和观测值的决定系数R\+2均大于0.90,RMSE分别为7.50%和7.90%;地上干物质量模拟值和观测值的决定系数R^2分别为0.97和0.74。进一步利用该模型的半定量方法对作物生长指标在不同施肥水平情景下的生长状况进行模拟,量化了不同施肥水平下与肥胁迫状况相关的压力系数,为模型区域化应用奠定基础。     

果实采摘机器人设计与导航系统性能分析

设计了一种果实自动采摘机器人,主要包括自动导航系统、采摘系统、运动系统、控制系统及动力系统。自动导航系统主要包括激光雷达导航和GNSS定位导航,可用于建立地图和规划工作路径;采摘系统通过双目立体视觉相机进行果实识别,再通过由六自由度机械臂和两指末端执行器(机械手)组成的执行机构抓紧果梗并剪断,完成果实采摘。试验结果表明,设计开发的机器人可以通过激光雷达导航完成室内工作,剪断并抓取果梗的两指末端执行器可适用于多种果实,上位机软件可以完成图像采集、机械臂控制和机器人工作路线图建立等操作。激光雷达导航试验结果表明,在1m/s的行驶速度下,导航绝对误差小于3.5cm,可满足温室果实采摘的需求。     

水资源污染负荷强度的灰色有效性预测模型及其应用

水资源污染负荷强度预测是水污染防治的关键环节。基于灰色系统理论,构建了水资源污染负荷强度的GM(1,1)模型、Verhulst模型和SCGM(1,1)c模型,并利用预测有效度计算各单预测模型的权重,进而建立水资源污染负荷强度的灰色GM-Verhulst-SCGM组合预测模型,在此基础上,选取2004-2013年期间工业单位产值化学需氧量排放量历史数据进行模型拟合,利用其2014-2016年数据进行模型检验。研究发现,灰色组合预测模型呈现出更低的预测误差,符合水资源污染负荷强度高精度预测需求;而通过对水资源污染负荷强度实证预测发现,其负荷强度整体上呈逐步削弱的态势,但可能会出现其高速下降向稳步趋缓转变的速率"拐点",预示着水污染防治将由"浅水区"向"深水区"的转变。     

盐碱地滴灌玉米体内Na+、K+、Ca2+、Mg2+的分布及运移特征

探求作物体内盐分离子的分布及运移特征对盐碱地作物产量提高具有重要意义。以玉米为试验材料,研究2种灌水处理下(IS:40mm;ID:80mm)Na^+、K^+、Ca^2+、Mg^2+含量在玉米不同生育期和不同器官的分布及运移特征。结果表明:全生育期内玉米体内Na^+、K^+含量均为IS>ID,Na^+、K^+含量随灌水量增大而减少;2种灌水处理下玉米体内阳离子含量均表现为K^+>Ca^2+>Mg^2+>Na^+;玉米不同器官的Na^+、K^+、Ca^2+、Mg^2+含量不同,2种灌水处理下Ca^2+、Mg^2+含量均为根>叶>茎,Na^+含量为根>茎>叶,K^+含量与Ca^2+、Mg^2+相反;在根向茎运输离子的过程中,玉米主要通过K^+抑制Na^+向上运输,体内保持较高的K^+含量/Na^+含量值,在茎向叶运输离子的过程中,玉米主要通过Ca^2+抑制Na^+;ID处理下玉米体内盐分阳离子含量较小,运输选择性系数较小。     

光伏提水匹配模型与优化在西藏高原草场喷灌工程中应用——以阿里地区为例

以西藏高寒地区光伏提水草场喷灌为研究对象,利用噶尔站太阳辐射数据,构建日照分布函数模型及光伏阵列最大输出功率模型,计算出设计灌溉面积2.07hm^2草场所需光伏阵列系统的峰值功率,为草场优化配置32块光伏板,即峰值功率为6.88kW时,可以满足项目区生育期的灌水需求。工程应用表明:光伏匹配模型和优化计算所确定的光伏板数量和功率是可行的,能够驱动水泵正常运行,满足燕麦灌水需求。     

基于熵测度的四参数区间数的湖泊水质综合评价

针对湖泊水质影响因素指标值为四参数区间数的不确定性多属性决策问题,提出决策信息为四参数区间数的湖泊水质综合评价的距离熵模型。定义了四参数区间数距离熵测度的算法,利用多指标决策的逼近理想点法,通过计算各方案的正理想解之间的贴近度,根据正理想解之间贴近度的大小对各方案从优到劣进行排序。最后,将建立的距离熵模型应用到湖泊水质的综合评价中,结果体现了决策方法的合理性和可行性。