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考虑滑移滑转的双电机履带底盘路径跟踪算法

农业工程学报 2024年第12期40卷 46-54页

作者：赵状状张国忠罗承铭刘婉茹唐楠锐康启新王伟康华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对履带底盘田间作业时由于土壤松软、田面不平整导致履带滑移滑转、自动导航路径跟踪精度低的问题,该研究提出了考虑滑移滑转的履带底盘路径跟踪算法,基于履带底盘运动学模型推导出表征滑移滑转特性的转向半径修正系数,并设计了一种... 详细信息

针对履带底盘田间作业时由于土壤松软、田面不平整导致履带滑移滑转、自动导航路径跟踪精度低的问题,该研究提出了考虑滑移滑转的履带底盘路径跟踪算法,基于履带底盘运动学模型推导出表征滑移滑转特性的转向半径修正系数,并设计了一种基于预瞄模型的模糊控制路径跟踪算法。该方法在纯模糊控制基础上通过预瞄模型确定预瞄点,进而得到横向偏差与航向偏差,同时在常规模糊控制器中引入转向半径修正系数,建立横向偏差、航向偏差、转向半径修正系数三输入模糊控制器。以双电机履带底盘为控制对象,采用高精度RTK-GNSS和MTi-30惯性传感器获取底盘实时位姿信息与角速度信息,进行组合导航。开展了三输入模糊控制器田间U型路径跟踪试验,结果表明,三输入模糊控制器的直线跟踪最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为12.0、3.6和4.4 cm;三输入模糊控制的曲线跟踪最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为21.3、8.6和8.4 cm;为进一步确定本研究算法在履带出现滑移滑转时对路径跟踪精度的提升效果,开展了常规模糊控制器与三输入模糊控制器曲线路径跟踪对比试验,结果表明:当作业速度为0.6 m/s时,常规模糊控制器的最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为31.1、8.3和10.2 cm,三输入模糊控制器的最大绝对偏差、平均绝对偏差和标准差分别为22.4、7.4和9.1 cm,相较于常规模糊控制器,路径跟踪精度分别提高了27.95%、10.84%和10.78%,所设计的三输入模糊控制器可有效降低履带滑移滑转的影响,增强导航系统的控制性能,可为履带底盘在田间松软土壤环境下高精度导航作业提供参考。

关键词：农业机械自动导航路径跟踪履带底盘模糊控制滑移滑转

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丘陵山地果园全液压遥控式履带动力底盘设计与试验

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农业机械学报 2024年第2期55卷 119-127,201页

作者：李善军陈辉龙彭际博孟亮张鑫李明震华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对目前丘陵山地果园作业农用底盘整机体积大、行驶作业操作繁琐和通过性差等问题,结合丘陵山地果园开沟、除草和修剪等农艺管理环节的实际需求,设计了一款全液压遥控式履带动力底盘。首先,对动力底盘的整机结构和工作原理进行了阐述;... 详细信息

针对目前丘陵山地果园作业农用底盘整机体积大、行驶作业操作繁琐和通过性差等问题,结合丘陵山地果园开沟、除草和修剪等农艺管理环节的实际需求,设计了一款全液压遥控式履带动力底盘。首先,对动力底盘的整机结构和工作原理进行了阐述;其次,对前置挂载机构、行走系、变幅宽底盘、液压系统、遥控系统等关键部件进行设计和相应的匹配选型;最后,对整机进行了性能试验。试验结果表明:动力底盘在最小幅宽(1220 mm)和最大幅宽(1620 mm)的直线行驶偏移率分别为2.24%和2.2%,均满足相应国家标准(≤6%)要求。底盘的转向机动性能良好,最小幅宽原地转弯半径为905 mm,可适应丘陵山地果园相对狭窄的坡地作业环境。遥控操作上下斜坡、翻越田埂、跨越畦沟等过程平稳,满足丘陵山地果园非结构化地形行走要求。挂载链式开沟器进行开沟作业时,沟深稳定系数为88.5%,沟宽稳定系数为92.5%,满足国家标准(≥85%)要求。整机工作性能满足丘陵果园复杂坡度地形管理作业要求,可为丘陵山地果园田间管理作业的有效实施提供综合应用平台和技术支撑。

关键词：丘陵山地果园全液压驱动变幅宽履带动力底盘

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冷浸田起垄平整装置设计与试验

农业机械学报 2024年第2期55卷 50-59页

作者：张青松蔡家顺于良航方震廖庆喜边祺旺陈志凌华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对冷浸田终年积水、水土温度低及排水不良,需进行垄作栽培水稻的生产要求及目前缺乏相关机具的生产现状,设计了一种适宜于冷浸田作业的起垄平整装置,该装置主要由起垄辊、微垄开沟器及平整部件组成,实现大垄排水、微垄蓄水作业,利于... 详细信息

针对冷浸田终年积水、水土温度低及排水不良,需进行垄作栽培水稻的生产要求及目前缺乏相关机具的生产现状,设计了一种适宜于冷浸田作业的起垄平整装置,该装置主要由起垄辊、微垄开沟器及平整部件组成,实现大垄排水、微垄蓄水作业,利于冷浸田排水及水稻种子生长发育。根据《冷浸田机械起垄水稻栽培技术规程》,对起垄辊、微垄开沟器及平整部件关键参数进行了设计,确定起垄辊回转半径为560 mm、锥形面倒角为28°,微垄开沟器宽度为50 mm、高度为40 mm及平整部件可调节角度为5°。基于DEM-FEM耦合仿真分析确定了装置较优运行参数,当机具前进速度为0.6 m/s、旋耕刀辊转速为230 r/min、起垄辊转速为120 r/min时,土壤回流率为3.51%,并进行了起垄辊应力应变分析。田间试验结果表明,平均垄沟沟深为160.03 mm、沟顶宽为174.84 mm,平均垄顶宽为1888.89 mm,平均厢面平整度为11.26 mm,平均微垄沟沟宽为60.16 mm、沟深为36.48 mm,各项指标均满足冷浸田机械化起垄作业要求。

关键词：冷浸田种床制备开沟起垄仿形平整 DEM-FEM仿真

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钛酸四丁酯催化甲基丙烯酸甲酯与正丁醇酯交换反应动力学研究

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化学工业与工程 2024年第1期41卷 1-11页

作者：彭世仁王燕蔡旺锋天津大学化工学院天津300350

由于设备腐蚀和环境污染等问题,甲基丙烯酸丁酯生产工艺逐渐倾向于更为经济环保的酯交换生产工艺。以钛酸四丁酯为催化剂,甲基丙烯酸甲酯与正丁醇通过酯交换法合成甲基丙烯酸丁酯的反应及机理进行了初步研究。首先,根据路易斯酸催化理论... 详细信息

由于设备腐蚀和环境污染等问题,甲基丙烯酸丁酯生产工艺逐渐倾向于更为经济环保的酯交换生产工艺。以钛酸四丁酯为催化剂,甲基丙烯酸甲酯与正丁醇通过酯交换法合成甲基丙烯酸丁酯的反应及机理进行了初步研究。首先,根据路易斯酸催化理论,在合理假设和简化的基础上对该反应的机理进行了分析,在此基础上分别建立了基于理想溶液和非理想溶液的动力学模型。通过酯交换反应实验,主要研究了反应温度、反应物初始物质的量之比和催化剂量等因素对反应速率的影响,并根据实验数据回归得到了动力学模型参数和反应的基本热力学数据。结果显示,该酯交换反应为吸热反应,标准摩尔反应焓为14.406 kJ·mol^(-1),正、逆反应活化能分别为70.2和51.1 kJ·mol^(-1)。通过模型计算值与实验数据的比较,证明了推导得到的动力学模型具有较高的可靠性,将为钛酸四丁酯催化甲基丙烯酸甲酯与正丁醇酯交换合成甲基丙烯酸丁酯反应提供一定的理论指导。

关键词：酯交换反应甲基丙烯酸甲酯反应动力学甲基丙烯酸丁酯正丁醇钛酸四丁酯

静电纺丝碳纳米纤维催化剂电还原CO2的研究现状

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化学工业与工程 2024年第3期41卷 46-55页

作者：罗璇张梦冉唐世银赵向勃田梧桐高晓明闫挺延安大学化学与化工学院

电催化CO2还原是缓解温室效应的有效措施，然而，该反应动力学缓慢、且伴随析氢反应。因此，开发高性能催化剂成为电催化二氧化碳还原反应（CO2RR）的研究热点。静电纺丝碳纳米纤维因其比表面积大、导电性高、结构可控等优点，已广泛用... 详细信息

电催化CO2还原是缓解温室效应的有效措施，然而，该反应动力学缓慢、且伴随析氢反应。因此，开发高性能催化剂成为电催化二氧化碳还原反应（CO2RR）的研究热点。静电纺丝碳纳米纤维因其比表面积大、导电性高、结构可控等优点，已广泛用于电催化CO2RR催化剂的开发。从电催化CO2RR机理出发，讨论了甲酸、一氧化碳、乙烯、乙醇等产物的反应路径，总结了用于电催化CO2RR的非金属掺杂静电纺丝碳纳米纤维催化剂和静电纺丝碳纳米纤维负载金属催化剂的研究进展。非金属掺杂可以有效改变催化剂的表面缺陷密度、电子结构和表面化学性质，提升了电催化CO2RR性能；静电纺丝碳纳米纤维使金属原子的d-轨道能级接近费米能级，使其在反应过程中易于接受电子，从而优化催化剂的电子结构，改变电催化CO2RR反应动力学，提高反应速率。在此基础上提出了静电纺丝碳纳米纤维基电催化CO2还原催化剂所面临的机遇和挑战。

关键词：静电纺丝 CO2 催化剂电化学还原反应机理

LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3)阴极接触材料导电特性调控及其对SOFC电化学性能的影响

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无机材料学报 2024年第4期39卷 367-373页

作者：张琨王宇朱腾龙孙凯华韩敏芳钟秦南京理工大学化学与化工学院南京210094 徐州华清京昆能源有限公司徐州221005 清华大学能源与动力工程系北京100084

鉴于平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆对低面电阻、高稳定性阴极接触材料的需求,本研究阐明了LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3)(LNF)颗粒尺寸调控对导电和SOFC单电池性能演变的影响机制,优化了LNF预处理工艺,降低了接触组件面电阻,提升了SOF... 详细信息

鉴于平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆对低面电阻、高稳定性阴极接触材料的需求,本研究阐明了LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3)(LNF)颗粒尺寸调控对导电和SOFC单电池性能演变的影响机制,优化了LNF预处理工艺,降低了接触组件面电阻,提升了SOFC单电池性能及热循环稳定性。结果表明:预压造粒的样品(LNF-2)与高温烧结预处理的样品(LNF-3)的面电阻更小,分别为0.074和0.076Ω·cm^(2);在750℃施加1 A/cm^(2)电流负载后,能够更快地进入稳态,并保持颗粒尺寸稳定。其中,LNF-2单电池在750℃下的峰值功率密度0.94 W/cm^(2)较未处理的LNF的0.66 W/cm^(2)高,但在热循环过程中性能衰减较大,下降了20%;而LNF-3单电池在20次热循环后峰值功率密度仅下降了4%。本研究对高可靠SOFC电堆装配及其长寿命稳定运行具有指导及参考价值。

关键词：固体氧化物燃料电池(SOFC) 阴极接触材料 LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3) 热循环

统筹教育、培训和就业:内在逻辑、典型特征与职业教育行动路向

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中国职业技术教育 2024年第24期 3-11页

作者：张学英东莞理工学院

中国向高质量发展转型、以颠覆性技术培育新质生产力、以创新驱动作为新的经济发展动力等国家发展战略势必引发劳动需求变迁、改变就业状况,统筹教育、培训和就业工作旨在破解结构性就业不匹配难题。依据劳动需求的派生需求和联合需求... 详细信息

中国向高质量发展转型、以颠覆性技术培育新质生产力、以创新驱动作为新的经济发展动力等国家发展战略势必引发劳动需求变迁、改变就业状况,统筹教育、培训和就业工作旨在破解结构性就业不匹配难题。依据劳动需求的派生需求和联合需求特征阐释了统筹教育、培训和就业的内在逻辑,从异质性人力资本、全要素生产率、高质量发展分析了其持续性、全面性和高质量三个典型特征,探索了职业教育与培训在促进增量和存量劳动力就业、提升劳动力全生命周期就业力中的行动指向。

关键词：劳动需求异质性人力资本全要素生产率高质量发展终身技能形成

空化对液粘传动热弹失稳的影响及其性能优化研究

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空化对液粘传动热弹失稳的影响及其性能优化研究

作者：陈贵同盐城工学院

学位级别：硕士

液粘传动技术是利用多组摩擦副间油膜流体挤压和剪切作用传递动力,可对风机、水泵、盾构机等设备进行柔性调节,从而达到节能的目的。本文以液粘调速离合器一组摩擦副为研究对象,考虑油膜剪切空化效应,分析工况参数对流场特性以及摩擦副... 详细信息

液粘传动技术是利用多组摩擦副间油膜流体挤压和剪切作用传递动力,可对风机、水泵、盾构机等设备进行柔性调节,从而达到节能的目的。本文以液粘调速离合器一组摩擦副为研究对象,考虑油膜剪切空化效应,分析工况参数对流场特性以及摩擦副热弹性不稳定性的影响规律,优化不同工况参数组合提高摩擦副系统稳定性,探讨热弹性不稳定性对转矩传递特性和传递效率的影响,主要内容如下:基于流体力学、传热学及计算流体力学等理论,以不同工况下摩擦副间隙中油膜为研究对象,建立考虑空化效应的二相流模型,并采用数值计算方法对该模型进行求解,分析不同工况参数对二相流模型流动特性的影响规律,得到油膜的温度场、压力场以及速度场等多物理场的瞬态数值结果。并且,对比分析Matlab数值计算和仿真模拟两个角度,不同工况参数对油膜传递转矩的影响规律。基于瞬态热传导方程,建立摩擦副系统热弹性不稳定性有限元模型,分析接合压力、入口流量、主被动片转速差、入口油温以及初始油膜厚度等不同工况参数对摩擦副系统热弹性不稳定性的影响规律。研究表明,通过增加接合压力、主被动片转速差,减小入口流量、入口油温和初始油膜厚度均能提高临界速度,延长摩擦副系统稳定启动时间。以临界转速最大化且空化体积分数最小化为优化目标,以接合压力、入口流量、主被动片转速差、入口油温以及初始油膜厚度等不同工况参数为设计变量,在一定约束条件下,建立优化模型,采用粒子群优化算法进行计算求解,获得最佳的工况参数组合。优化结果表明临界速度提高了2.223倍,空化体积分数降低了18.7%,提高了摩擦副系统传动的稳定性。基于热弹性不稳定性研究结果,分析不同工况参数对转矩传递特性和传递效率的影响规律。研究结果表明,通过增加接合压力、增加主被动片转速差,减小入口流量、降低入口油温、减小初始油膜厚度均可以提高传递转矩,降低转矩损耗。通过增加接合压力、减小入口流量、增加主被动片转速差、降低入口油温均可提高传递效率,从而实现摩擦副系统的稳定传动。

关键词：液粘传动空化效应有限元分析热弹性不稳定性粒子群优化传递转矩

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保温瓶真空失效快速检验方法及实现

工程热物理学报 2024年第7期45卷 2054-2060页

作者：丁思淇王宇君彭嘉乐蓝威邓超魏福龙罗小兵华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

测井仪用于探测地底油气资源,面临高达200℃的井下环境,为防止内部电子器件超温失效,采用保温瓶对其进行隔热。然而,由于井下高温高压、腐蚀振动等恶劣环境,且保温瓶真空层内部结构复杂、焊接强度有限,存在真空失效的风险,因而下井作业... 详细信息

测井仪用于探测地底油气资源,面临高达200℃的井下环境,为防止内部电子器件超温失效,采用保温瓶对其进行隔热。然而,由于井下高温高压、腐蚀振动等恶劣环境,且保温瓶真空层内部结构复杂、焊接强度有限,存在真空失效的风险,因而下井作业前需要对保温瓶进行检验。针对这一问题,本文首先设计了一套保温瓶真空失效快速检验装置,确定了判断指标P值,用数值仿真验证了P值的稳定性,并计算得到了判断保温瓶正常和真空失效的临界值Pe为0.351。随后搭建测试台架进行了实验验证,结果表明,真空失效前后的P值误差均不超过10%,稳定性良好。最后,对该装置的控制系统进行了集成设计,实现了对保温瓶真空失效与否的快速精准判断。

关键词：测井仪保温瓶真空失效快速检验