甘蔗横向种植机施肥间距电液控制系统研究

甘蔗横向种植具有用种少、单位面积出苗率较高,土地利用率高,且抗倒伏能力强等优势。针对现有横向甘蔗种植机施肥机构的转速不能跟踪行走速度的变化,导致施肥间距不均匀的问题,分析了施肥机构液压马达的转速、甘蔗横向种植机行走速度和施肥间距的关系,研究采用PLC控制电液比例节流调速回路的方法,对施肥机构液压马达的转速与甘蔗横向种植机行走速度进行匹配控制,实现对施肥间距的控制。仿真和实验结果表明:施肥机构的转速能够按照设定的目标值跟踪行走速度的变化,施肥间距能满足甘蔗横向种植的农艺要求。     

甘蔗联合收割机机液速度控制系统的设计与仿真

甘蔗联合收割机在收割作业过程中,各作业机构间速度的合理匹配,对砍蔗质量、除杂效果以及蔗流堵塞等均有重要影响。基于联合收割机速度匹配的要求,提出了一种基于机械式速度跟踪器的机液速度反馈阀控系统,实现一个作业系统对另外一个作业系统的转速跟踪。运用AMESim与ADAMS软件对该系统进行联合仿真,结果表明：该系统适用于甘蔗联合收割机各子系统间转速的协调联动控制。转速跟踪误差与节流阀的流量增益有关,采用梯形槽节流阀口,速度跟踪误差小于5.24%,可适用于该系统,采用U形槽、三角形槽、L形槽形状的节流阀口,跟踪误差大,不适用于该系统。     

小型甘蔗收获机刀盘振动分析

在砍蔗过程中甘蔗收获机刀盘的振动对砍蔗的质量有比较大的影响,而影响刀盘振动的主要因素之一就是发动机的激励,所以为了提高砍蔗的质量和降低砍蔗的破头率,有必要对该激励对刀盘振动的影响进行分析与探究。为了准确的找出样机刀盘振动过大的原因,利用OPAX(Operation-X Transfer Path Analysis)方法对刀盘的振动进行了试验研究,先根据试验数据计算出每条路径的贡献量,然后再结合相位对刀盘的振动进行贡献量分析。最后综合考虑相位和幅值找出了引起刀盘振动的主要路径,为甘蔗收获机的后期优化提供了方向与依据。     

切割参数对蔗茎合格率影响的试验研究

为提高甘蔗的切割质量和降低甘蔗损失,在自制的小型整杆式甘蔗收割机上进行双因素试验,研究压蔗辊转速和刀盘转速对甘蔗切割质量的影响。试验结果表明,刀盘转速和压蔗辊转速对甘蔗切割质量具有显著影响。基于综合平衡法,确定最优组合为刀盘转速为750 rpm,压蔗辊转速为180 rpm。在该组合下,切断后蔗茎头部完好率为57.9%,蔗茎头部轻微撕裂率为24.6%,蔗茎头部中度撕裂率为10.5%,蔗茎头部粉碎率为6.9%。为小型甘蔗收割机的机械设计提供参考依据。     

甘蔗联合收割机切段辊液压系统的节能设计

针对切段式甘蔗联合收割机切段辊液压系统耗能大,效率低的问题,提出将负载敏感技术应用于切段辊液压系统,并与采用节流调速的液压系统进行对比,研究其节能效果。首先通过试验测得甘蔗收割机在行走速度为1, 2, 3 km/h 3种典型工况下切段辊马达的载荷谱及相应功耗数据;然后将实测所得的载荷谱数据导入AMESim模型,对2种液压系统进行仿真。结果表明:负载敏感系统的耗能和系统效率分别为节流调速液压系统的54%和1.8倍,且负载敏感系统马达速度稳定性好。基于实测载荷谱,在行走机械液压综合实验平台进行实验验证,所得负载敏感系统的耗能和效率分别为节流调速系统的52%和1.85倍。仿真和实验结果都表明,将负载敏感技术应用于切段辊液压系统,节能效果显著。     

小型甘蔗收获机切割性能影响试验研究

切割系统位于物流通道的前方,是小型甘蔗收获机的重要部件,直接影响到整个收获环节。为了提高小型甘蔗收获机的甘蔗切割质量,利用综合评价方法,在自制的切割试验平台上进行单因素试验研究。试验结果表明,刀盘转速与进给速度对甘蔗切割质量有显著影响,甘蔗根数对切割质量无显著影响。将试验结果的根部断面裂纹数、最大裂纹长度、最大裂纹厚度及截面台阶数指标综合成单一指标并且对综合评价指标进行分析,得出刀盘转速为800r/min,进给速度为0.4m/s,砍蔗质量最好。该文为小型甘蔗收获机的机械设计提供参考。     

基于能量调节的电液变转速控制系统

电液变转速控制系统相比节流调速系统虽然具有节能的优势,但是由于其响应速度慢的缺点限制它的应用,为了提高电液变转速控制系统的响应速度,采用在传统的电液变转速系统中加入能量调节装置的方法,构成基于能量调节的电液变转速控制系统,能量调节装置的主体由蓄能器和比例节流阀组成,能够在系统减速时吸收多余的能量,而在系统加速的时候释放储存的能量,从而加快系统响应速度并实现能量的回收.针对基于能量调节的电液变转速控制系统的特点,提出基于能量调节思想的控制策略,一系列的对比试验表明,本系统能够在保持低能耗特点的同时获得比节流调速系统更高的响应速度.     

切割参数对甘蔗切割质量影响的试验研究

为提高甘蔗的切割质量和降低甘蔗损失,以蔗茎合格率为试验指标,在自制的小型整杆式甘蔗收割机上进行三因素三水平正交试验,研究刀盘转速、压蔗辊转速及刀盘角度对甘蔗切割质量的影响。试验结果表明,刀盘转速和压蔗辊转速对甘蔗切割质量具有显著影响,刀盘角度对甘蔗切割质量无显著影响。对试验结果进行方差分析,确定最优组合为刀盘转速为750 r/min,压蔗辊转速为180 r/min,刀盘角度为10°,在该组合下蔗茎合格率为91.4%。该文可为小型甘蔗收割机的机械设计提供参考。     

液压缸驱动盾构刀盘转速控制研究及仿真

设计了刀盘转速的变频调速控制系统,研究了系统的时域模型,采用状态反馈线性化方法设计了刀盘转速跟踪控制器,并进行了仿真分析,结果表明控制器能够满足刀盘恒转速的控制要求,为实际工程应用提供了参考.     

盾构机刀盘驱动液压系统设计

该文针对盾构机刀盘驱动系统的工作要求,设计了一种刀盘驱动液压系统,系统为变量泵-变量马达闭式回路,采用电液比例技术实现刀盘双向旋转和无级调速.系统在满足要求的前提下具有效率高、节能的特点.     

小型整杆式甘蔗收割机直立铺放机构的运动学分析

针对小型整杆式甘蔗收割机在工作过程中出现切割后的甘蔗铺放在田间分散不整齐的问题,设计一种甘蔗直立铺放机构,建立其机构运动模型,通过模型的运动学理论分析、推导出铺放机构的不碰撞条件、顺利铺放的转速、拨杆长度及数量的相关函数表达式,并计算得到拨盘转速为(100~600)r/min,拨杆的长度为(112~200)mm,拨杆数量为(2~6)根,机器前进速度为(0.1~0.9)m/s较为合理。最后通过计算机仿真模型进行试验验证。试验结果表明,机器前进速度的增加会导致拨蔗完整率下降,而拨盘转速,拨杆数目的增加则会提高拨蔗完整率。当机器前进速度为0.9m/s,拨盘转速为200r/min,拨杆数目为2根时,拨蔗完整率为95.00%,机构的工作性能良好,满足设计要求。     

液压绞车电液比例伺服控制系统仿真研究

分析了电液比例伺服阀的特点及电液比例伺服阀控变量泵容积调速系统的工作原理。利用AMESim软件,建立了液压绞车电液比例伺服控制调速系统的仿真模型。利用该模型对系统的性能进行了仿真研究,表明该调速系统具有很好的速度跟踪特性,较高的速度控制精度以及较好的系统工作稳定性。     

基于能量调节的电液变转速液压缸位置控制系统

电液变转速控制系统因其良好的功率匹配特性和节能特性,得到广泛的应用,但是其响应速度慢的缺点限制了它的应用.为了提高电液变转速系统的响应速度,采用在传统电液变转速控制系统中加入能量调节装置的方法,构成一种新型的液压控制系统,能量调节装置由蓄能器和比例节流阀组成,能够在系统减速时吸收多余的能量,而在系统加速时释放储存的能量,从而加快系统的响应速度.以液压缸位置控制系统为对象,介绍能量调节器和系统的组成,建立能量调节器和整个系统的非线性数学模型,并在该模型的基础上进行系统响应速度和能耗特性的数值仿真分析.仿真结果表明,基于能量调节的电液变转速控制系统具有很好的频率特性,接近节流调速系统,并且能够保持电液变转速系统的良好节能特点.     

TBM刀盘驱动系统协调控制

刀盘驱动系统是硬岩掘进装备的重要组成部分。对冗余驱动TBM刀盘驱动系统的协调控制问题展开研究。本文提出一种时变的非线性动力学模型用于描述硬岩掘进装备刀盘驱动系统。针对TBM刀盘驱动系统,提出一种集成控制分配的TBM棒控制器,驱使刀盘跟踪期望的速度且各电动机的驱动扭矩实现协调控制。其中,上层控制器用于处理变化的不确定性和作用于刀盘的可变负载,控制分配策略用于分配驱动扭矩使得各电动机驱动扭矩均衡分布。各种对比仿真用于证明提出控制器的优越性能。仿真结果表明提出的控制器不仅能够满足刀盘的速度控制也能够实现各驱动电动机驱动扭矩的均衡分布。     

变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达系统恒转速控制方法研究

以变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统为研究对象,提出变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法。建立恒流状态下系统恒转速控制的数学模型,分析系统的相乘非线性特征与变量马达斜盘摆角基准值的计算方法,采用稳态控制量叠加基于小信号线性化补偿控制量的控制方法。通过定量泵-变量马达系统的开环辨识,得到系统参数。对系统进行仿真与试验研究,得到在恒流状态下变量马达斜盘阀控缸的响应速度、马达斜盘摆角和定量泵转速对系统控制特性的影响规律,验证变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法的有效性。为拓展定量泵-变量马达容积调速系统应用领域奠定了理论基础。     

变速异步电动机比例恒压泵电液动力源特性研究

电液动力源是为液压系统提供动力的单元,其能量效率决定整个系统的能效。针对现有变排量电液比例压力流量复合控制动力源,非工作周期电动机仍以额定转速运转,产生较大能耗;变转速异步电动机驱动定量泵动力源,难以直接控制压力的问题,提出采用变转速交流异步电动机驱动比例恒压泵构造新的电液压力流量复合控制动力源,通过改变斜盘摆角实现无节流损失压力连续控制,改变泵转速实现泵输出流量连续控制。进一步针对异步电动机变转速驱动动态响应慢的问题,提出在主回路增设液压蓄能器,并将其高压油液分别引入液压泵吸油口和出油口,辅助驱动液压泵加速起动和制动的解决方案。研究中,构建了基于上述原理的电液动力源试验测试系统,对其压力控制特性、流量控制特性、压力流量复合控制特性及功率控制特性进行研究,结果表明,随负载压力变化流量控制精度误差不超0.5%,采用蓄能器辅助驱动、辅助制动可使变频电动机起、停时间分别由1 s和1.2 s减小到0.2 s和0.5 s;在保压工况、非工作周期压力卸荷工况、恒压工况,通过降低电动机转速,较恒定电动机转速驱动,降低能耗20%以上。     

联合收割机双闭环负荷控制系统的设计

联合收割机是一个高阶时变非线性系统,存在大滞后,工况复杂,简要分析联合收割机数学模型及作业期间可能存在的各种内部、外部扰动。针对收割机负荷控制系统中利用一个控制器综合多个扰动,各参数相互影响,参数调整困难,系统动态性能不够好的问题,提出一种双闭环负荷控制系统,将收割机系统分为行走、作业两部分,分别利用车速闭环和滚筒转速闭环进行控制。车速闭环采用单神经元比例积分微分(Proportion,integration,differentiation,PID)算法,根据车辆行走系统的工况变化不断调整控制参数,尽可能跟踪给定车速。滚筒转速闭环采用直接广义预测控制算法,也可自动适应系统参数和工况的变化,保证滚筒恒定在最佳转速。整个控制算法实时计算量较小,可保证系统具有足够高的实时性。仿真和试验证明双闭环负荷控制系统能获得较高的控制精度和优良的动态特性。     

变转速泵控液压技术在盾构中的应用研究

文中介绍了盾构刀盘驱动的各种方式,盾构刀盘驱动电液控制技术,提出了一种变转速泵控马达的液压驱动回路,对这种液压驱动系统进行了仿真分析.     

盾构刀盘液压驱动实验系统仿真分析与实验研究

以盾构刀盘驱动系统实验平台为研究对象,基于AMESim仿真软件构建该实验台泵控马达液压控制系统的仿真模型,通过分析变载荷条件下刀盘转速的动态响应特性,来验证刀盘驱动实验系统的载荷顺应能力和多马达同步控制性能,并基于所设计实验平台进行相关实验研究,结果证明所设计液压系统满足预期控制要求.     

地下管道挖掘机刀盘液压系统的设计与仿真

地下管道挖掘机是一种以非开挖的方式完成地下管道挖掘及管线铺设的工程设备,其刀盘采用液压马达驱动。刀盘液压系统的优劣是衡量该设备性能的关键,根据设备的特点分别设计了基于阀控调速、变量泵调速和泵变转速调速技术的三种不同的液压系统作为备选方案,并对这三种系统进行了仿真。仿真结果表明泵变转速调速液压系统的负载波动小、工作效率高,相比于其他两种方案大大减少了流量、压力损失和负载波动,更适合作为刀盘的液压驱动系统。