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电动拖拉机双电机耦合驱动系统传动特性研究

农业机械学报 2019年第6期50卷 379-388页

作者：李同辉谢斌宋正河李季中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室

针对单电机驱动型式的电动拖拉机难以满足农田作业多工况的问题,提出了一种基于行星齿轮耦合的双电机驱动系统。根据电动拖拉机动力传动系统的结构方案,按多种作业类型对双电机耦合驱动系统的驱动模式进行分析。采用试验数据模型和理论... 详细信息

针对单电机驱动型式的电动拖拉机难以满足农田作业多工况的问题,提出了一种基于行星齿轮耦合的双电机驱动系统。根据电动拖拉机动力传动系统的结构方案,按多种作业类型对双电机耦合驱动系统的驱动模式进行分析。采用试验数据模型和理论模型相结合的方法,建立电动拖拉机驱动系统关键部件效率模型和整机纵向动力学模型,在此基础上搭建了电动拖拉机控制仿真试验模型。针对不同驱动模式设计了驱动系统综合控制策略,通过仿真试验得到两电机的功率分配规则。在搭建的传动性能试验平台上对双电机耦合驱动系统进行恒定负载试验和牵引性能试验。试验结果表明,两种试验条件下,主、副电机的功率分配比变化范围为1.07~2.73,恒定负载试验中,功率分配比为1.88时系统效率最高,牵引性能试验时,功率分配比为1.86时系统效率最高。双电机驱动系统能够跟随负载变化按照功率分配规则实现两电机的功率分配,满足作业负载的同时降低了功率损耗。

关键词：电动拖拉机双电机驱动行星齿轮耦合功率分配

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线聚焦型太阳能二氧化碳发生器性能研究

农业机械学报 2018年第8期49卷 1-17页

作者：吴明清李传峰罗华平弋晓康 SHAKEEL Ahmed Soomro 陈坤杰胡云峰魏增宇李飞陈君然杜威刘彩玲魏丹宋建农黎艳妮都鑫张福印赵倩王利春郭文忠陈晓丽聂铭君贾冬冬王利军郭燕贺佳王利民张喜旺刘婷赵引毛晓敏薄丽媛谢斌武仲斌毛恩荣郭枭张远巍冯志诚王飞田瑞侯贤清李荣吴鹏年李培富王西娜中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

研究了一种线聚焦型太阳能二氧化碳发生器。分别在跟踪及非跟踪工况下,在呼和浩特地区测试并分析了系统的集热与产气性能。确定了系统的最佳运行方式,提出了气损率和产气能力2个系统性能评价指标。测试结果表明,跟踪较非跟踪工况,反应... 详细信息

研究了一种线聚焦型太阳能二氧化碳发生器。分别在跟踪及非跟踪工况下,在呼和浩特地区测试并分析了系统的集热与产气性能。确定了系统的最佳运行方式,提出了气损率和产气能力2个系统性能评价指标。测试结果表明,跟踪较非跟踪工况,反应器内腔空晒最高温度、闷晒最高水温、最高集热效率分别提升16.30%、12.44%、94.50%;系统最佳运行工况确定为跟踪式。在产气原料分解温度范围内,系统集热效率为31.80%;测试阶段系统气损率为4.50%;当太阳直接辐照度在650～850W/m~2范围内变化时,系统产气能力随太阳直接辐照度呈正相关变化。基于系统产气能力的变化规律,可计算不同规模线聚焦型太阳能二氧化碳发生器的具体结构参数。

关键词：线聚焦太阳能二氧化碳发生器集热性能产气能力

基于滑转率的双电机双轴驱动车辆转矩协调分配

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农业工程学报 2018年第15期34卷 66-76页

作者：武仲斌谢斌迟瑞娟杜岳峰毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

针对双电机双轴驱动车辆的驱动转矩分配问题,提出了一种以抑制车轮过度滑转、提升整车牵引力为目标的前后电机转矩协调分配策略。该策略分为上、下2个层次,上层负责根据车辆当前状态及路面条件计算出可用于分配的最大驱动总转矩,并与驾... 详细信息

针对双电机双轴驱动车辆的驱动转矩分配问题,提出了一种以抑制车轮过度滑转、提升整车牵引力为目标的前后电机转矩协调分配策略。该策略分为上、下2个层次,上层负责根据车辆当前状态及路面条件计算出可用于分配的最大驱动总转矩,并与驾驶员需求转矩以低选原则作比较输出,下层负责上层输出转矩在前、后驱动电机之间的协调分配。基于该分层架构,采用滑模控制算法设计了前后电机转矩分配控制律以及相应的转矩分配控制器。在Matlab/Simulink环境下分别建立了控制器模型及车辆动力学模型,对不同路面条件下的控制效果进行了仿真分析。基于d SPACE平台,搭建了硬件在环仿真测试系统,对转矩分配控制器的实时控制性能进行了验证。结果表明:硬件在环测试结果与软件仿真结果具有良好的一致性,并且,在左右对开路面上,前后轴滑转率均被稳定控制在0.12以内;在对接路面上,前后轴滑转率不超过0.05,车辆原地起步加速8 s后的末速度提升了9.9%;在均一低附着路面的转弯过程中,内侧车轮的最大滑转率被抑制在0.2附近,改善了车辆在低附着路面上的转向能力。

关键词：车辆控制模型双轴驱动转矩分配硬件在环

基于ZigBee技术的棉田滴灌监测与控制系统

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农业机械学报 2016年第S1期47卷 261-266页

作者：薛涛杜岳峰田纪云朱忠祥毛恩荣刘守荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

设计开发了基于Zig Bee无线传感网络技术的棉田滴灌监测与控制系统。该系统通过无线传感网络实时采集土壤环境信息,使用自适应加权融合算法对各节点土壤湿度数据进行融合,根据融合数据发送电磁阀控制命令,完成实时监测自动灌溉;结合棉... 详细信息

设计开发了基于Zig Bee无线传感网络技术的棉田滴灌监测与控制系统。该系统通过无线传感网络实时采集土壤环境信息,使用自适应加权融合算法对各节点土壤湿度数据进行融合,根据融合数据发送电磁阀控制命令,完成实时监测自动灌溉;结合棉花不同生育期对需肥量和施肥浓度的要求,根据灌溉水量设置注肥比例,系统通过无线传感网络实时采集液态肥流量,实时监控施肥量,并根据施肥量发送施肥电磁阀控制命令,完成水肥一体化灌溉。工作过程中,系统可以将传感器采集的数据通过Zig Bee无线网络协调器传输给上位机并实时显示和存储。通过试验验证,该系统可以按照设计要求实现灌溉和施肥的自动控制与检测。

关键词：棉田滴灌施肥监测与控制 ZigBee

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轮式联合收获机转向桥壳优化设计

农业机械学报 2013年第S2期44卷 283-287,272页

作者：马丽娜毛恩荣朱忠祥宋正河中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

对联合收获机3种典型工况下的转向桥壳进行受力分析。研究了转向桥壳常用的几种截面形式对其强度和刚度的影响,提出了一种转向桥壳优化设计方法。利用ANSYS对某型号联合收获机转向桥壳进行了强度和刚度分析,并对其截面形式和尺寸进行了... 详细信息

对联合收获机3种典型工况下的转向桥壳进行受力分析。研究了转向桥壳常用的几种截面形式对其强度和刚度的影响,提出了一种转向桥壳优化设计方法。利用ANSYS对某型号联合收获机转向桥壳进行了强度和刚度分析,并对其截面形式和尺寸进行了优化设计,优化设计后的转向桥壳不仅满足许用强度和刚度的要求,而且最大程度地减小了转向桥质量,比原设计下降了17.8%,并提高了加工制造性。同时,对转向桥壳应力集中出现的原因进行了分析并提出了工艺优化方案。

关键词：轮式联合收获机转向桥壳优化设计应力集中

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基于Rank变换的农田场景三维重建方法

农业工程学报 2015年第20期31卷 157-164页

作者：翟志强杜岳峰朱忠祥郎健毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

农田场景的三维重建对于研究远程监测作物的生长形态、预测作物产量、识别田间杂草等都具有重要作用。为解决农田场景图像三维重建困难、立体匹配精度较差等问题,该文提出了一种基于Rank变换的农田场景三维建模方法。该方法运用加权平... 详细信息

农田场景的三维重建对于研究远程监测作物的生长形态、预测作物产量、识别田间杂草等都具有重要作用。为解决农田场景图像三维重建困难、立体匹配精度较差等问题,该文提出了一种基于Rank变换的农田场景三维建模方法。该方法运用加权平均法灰度化图像,以保留农田场景的完整特征;以灰度图像的Rank变换结果作为匹配基元,采用基于归一化绝对差和测度函数的区域匹配算法获取场景的稠密视差图;根据平行双目视觉成像原理计算场景的空间坐标,并生成三维点云图;依据所得场景的三维坐标,对场景中感兴趣区域实现三维重建。采用标准视差计算测试图像验证立体匹配算法精确性,平均误匹配率较传统的绝对差和函数算法降低约5.63%。运用不同环境下的棉田场景图像测试三维重建方法,试验结果表明,在6.8 m的景深范围内,作物及杂草的高度、宽度等几何参数计算值与实际测量值接近,各项指标的平均相对误差为3.81%,验证了三维重建方法的可靠性及准确性。

关键词：作物三维视觉农田场景 Rank变换立体匹配三维重建

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玉米清选装置结构优化设计与试验

农业机械学报 2020年第S02期51卷 233-242页

作者：栗晓宇杜岳峰牛兴成迟瑞娟毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

针对目前玉米籽粒直收机的清选装置存在籽粒损失率和含杂率偏高、传统试验受季节性影响大等问题,基于CASE 4099型联合收获机清选系统,搭建玉米脱粒清选试验平台,设计了一种竖式可调节分风板,并采用数学建模、仿真模拟和试验验证相结合... 详细信息

针对目前玉米籽粒直收机的清选装置存在籽粒损失率和含杂率偏高、传统试验受季节性影响大等问题,基于CASE 4099型联合收获机清选系统,搭建玉米脱粒清选试验平台,设计了一种竖式可调节分风板,并采用数学建模、仿真模拟和试验验证相结合的方法对清选装置作业性能进行优化。建立籽粒在振动筛上运动过程的数学模型,分析了振动筛倾角、振幅、频率、振动方向角和风机风力与振动筛筛面夹角等因素与籽粒在振动筛上平均运动速度和移动距离的关系;对清选装置内部流场风速分布进行仿真和试验,仿真结果表明,分风板左或右偏18°时,流场中风速分布均匀,在垂直方向上差值较小,验证试验结果表明,分风板右偏18°时流场内各测量点风速分布均匀,适于籽粒与杂质分离,清选效果较好;以振动筛转速、风机转速为主要影响因素,以籽粒损失率、含杂率为指标进行正交试验,结果表明当振动筛曲柄转速为275 r/min、风机转速900 r/min为最优作业参数组合,损失率和含杂率分别为1.34%、1.66%。

关键词：玉米清选装置分风板有限元分析优化设计

基于DTW距离的拖拉机传动轴载荷样本长度计算方法

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农业工程学报 2020年第12期36卷 54-60页

作者：尹宜勇付宁善廖频宋正河中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

针对工程领域载荷样本长度确定方法对农业机械载荷适用性较差的问题,提出了一种基于动态时间扭曲(DTW,Dynamic Time Warping)距离计算载荷样本长度的方法。首先,运用无线扭矩传感器获取犁耕作业下拖拉机传动轴的动态载荷,结合传动轴犁... 详细信息

针对工程领域载荷样本长度确定方法对农业机械载荷适用性较差的问题,提出了一种基于动态时间扭曲(DTW,Dynamic Time Warping)距离计算载荷样本长度的方法。首先,运用无线扭矩传感器获取犁耕作业下拖拉机传动轴的动态载荷,结合传动轴犁耕作业下的载荷特点,划分作业工况;再将作业循环叠加并经过归一化处理后进行DTW距离计算,确定传动轴载荷样本长度;最后,计算参数外推中均值混合正态分布函数的拟合参数相对误差。结果表明,运用DTW距离方法确定的载荷样本长度,能够使均值双正态分布函数拟合得到的参数相对误差保证在10%以内。近似均值精度估计法和均值曲线拟合法的拟合参数相对误差最大值分别为126.06%和80.62%,而基于DTW距离计算方法的拟合参数相对误差最大值为5.43%,验证了基于DTW距离的载荷样本长度计算方法的适用性。研究结果可为拖拉机传动轴田间试验载荷样本长度确定提供参考。

关键词：田间试验拖拉机载荷样本长度动态时间扭曲距离传动轴计算方法

拖拉机电液悬挂系统模糊PID自适应控制方法

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农业机械学报 2013年第S2期44卷 295-300页

作者：李明生赵建军朱忠祥谢斌迟瑞娟毛恩荣中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

将模糊PID自适应控制方法应用到拖拉机电液悬挂系统控制中。根据系统特性,设计了模糊PID自适应控制器,建立了电液悬挂系统模型,并与普通PID控制方法进行了牵引力控制、位置控制性能仿真分析。搭建了试验台对电液悬挂系统进行田间试验。... 详细信息

将模糊PID自适应控制方法应用到拖拉机电液悬挂系统控制中。根据系统特性,设计了模糊PID自适应控制器,建立了电液悬挂系统模型,并与普通PID控制方法进行了牵引力控制、位置控制性能仿真分析。搭建了试验台对电液悬挂系统进行田间试验。试验结果表明,采用模糊PID自适应控制以后,电液悬挂系统设定耕深由0.1 m阶跃至0.3 m时,系统过渡过程时间为4 s,无超调量;设定牵引力由3 kN阶跃至7 kN时,系统过渡过程时间为5 s,系统超调量为25%。

关键词：电液悬挂系统模糊PID自适应控制仿真田间试验