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电动拖拉机犁耕机组阻力自适应作业控制研究

农机化研究 2025年第4期47卷 224-229页

作者：王琪王旭东王威张硕崔永杰西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点实验室陕西杨凌712100

犁耕质量和效率对粮食高产至关重要,而以往基于悬挂高度调整以适应阻力变化来控制犁耕机组耕作效率存在耕深不均匀的问题。为此,以重心可调电动拖拉机犁耕机组为对象,提出了调定耕深下考虑速度和滑转率的阻力自适应作业控制方法。首先,... 详细信息

犁耕质量和效率对粮食高产至关重要,而以往基于悬挂高度调整以适应阻力变化来控制犁耕机组耕作效率存在耕深不均匀的问题。为此,以重心可调电动拖拉机犁耕机组为对象,提出了调定耕深下考虑速度和滑转率的阻力自适应作业控制方法。首先,建立了机组动力学模型并分析了阻力变化下机组的动态特性;然后,采用模糊神经网络控制算法调节驱动电机转矩和电池组位移,使牵引附着性能自动适应阻力变化,以实现速度和滑转率的联合控制;最后,进行了实车测试平台搭建和犁耕试验。结果表明:耕速最大偏差仅为0.48 km/h,相比于控制前滑转率降低了21.42%,牵引效率提高了7.76%。在恒定耕深下机组作业稳定性和效率得以提高,为电动拖拉机的自动化和智能化精准作业提供了技术支持。

关键词：电动拖拉机犁耕作业自适应控制牵引效率

基于时变参数扰动观测器补偿的永磁同步电机非光滑速度调节器

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电工技术学报 2019年第4期34卷 664-672页

作者：刘春强刘伊伦孔凡一骆光照刘卫国西北工业大学自动化学院陕西省微特电机及驱动技术重点实验室西安710129

提出一种基于时变参数扰动观测器补偿的非光滑速度调节器,针对永磁同步电机(PMSM)速度环中存在的外部负载扰动、速度采样信号失真等影响因素,提高系统动态响应及抗扰性能。以永磁同步电机驱动系统的速度环扰动分析为基础,针对速度误差... 详细信息

提出一种基于时变参数扰动观测器补偿的非光滑速度调节器,针对永磁同步电机(PMSM)速度环中存在的外部负载扰动、速度采样信号失真等影响因素,提高系统动态响应及抗扰性能。以永磁同步电机驱动系统的速度环扰动分析为基础,针对速度误差设计非光滑控制律,使闭环系统的速度偏差迅速收敛到一个小的区域。然后,引入参数时变的扰动观测器来估计速度环中的总扰动,提高扰动估计的精度,在观测器中对转速采样滤波器带来的延迟进行补偿,实现速度检测无时延。最后,将扰动估计值用于前馈补偿构成复合控制器。仿真和实验结果验证了基于时变参数扰动观测器补偿的非光滑控制策略的正确性及可行性。

关键词：永磁同步电机非光滑控制扰动观测器滤波延迟补偿

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基于自激逆变器的无线电能传输系统

电工技术学报 2019年第22期34卷 4751-4760页

作者：王尧刘卫国皇甫宜耿刘云天陕西省微特电机及驱动重点实验室(西北工业大学自动化学院)

为了降低无线电能传输系统(WPT)的复杂度,设计了一款自激式逆变电源,无需数字控制器和脉冲宽度调制(PWM)信号发生器即可实现开关管的零电压开通和零电压关断,同时具有频率跟踪功能,极大地简化了逆变电源的设计。同时,为了避免WPT系统的... 详细信息

为了降低无线电能传输系统(WPT)的复杂度,设计了一款自激式逆变电源,无需数字控制器和脉冲宽度调制(PWM)信号发生器即可实现开关管的零电压开通和零电压关断,同时具有频率跟踪功能,极大地简化了逆变电源的设计。同时,为了避免WPT系统的发射回路在互感M=0的情况下出现串联谐振短路的问题,采用并-串型(PS)型拓扑来设计WPT装置,同时可以使WPT系统具有恒压输出特性。详细分析自激逆变器和PS型WPT系统的工作原理,通过仿真分析证明了自激逆变电路的有效性以及PS型系统的恒压输出特性。实验结果显示,在传输距离为7cm的情况下,当负载电阻变化200%时,WPT系统的输出电压变化率仅为2.6%,表明所设计的PS型WPT系统的输出电压对负载变化有较强的鲁棒性。

关键词：无线电能传输系统自激逆变器并-串联型拓扑恒压输出特性

基于定子磁链间接计算的内置式永磁同步电机无位置传感器鲁棒性提升控制

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中国电机工程学报 2022年第7期42卷 2723-2732页

作者：张航梁文睿陈哲张辉西安理工大学电气工程学院陕西省西安市710054 陕西省微特电机及驱动技术重点实验室(西北工业大学) 陕西省西安市710114

提出一种适用于高铁牵引系统优化同步调制区的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略。基于磁链间接计算法,对交直轴电流进行估计并用给定磁链代替估计值,降低了对估计磁链幅值的依赖性。在此基础上,考虑到电机参数变化对转子位置估... 详细信息

提出一种适用于高铁牵引系统优化同步调制区的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略。基于磁链间接计算法,对交直轴电流进行估计并用给定磁链代替估计值,降低了对估计磁链幅值的依赖性。在此基础上,考虑到电机参数变化对转子位置估计性能和系统鲁棒性的影响,基于d轴电流和电压误差,实时计算永磁体磁链和交轴电感偏差系数,并实时对改进后间接磁链法中的定子磁链计算、交直轴电流估计和负载角估计环节进行参数修正,从而提高参数变化下的转子位置估计精度。基于此构建RTLAB硬件在环的IPMSM矢量控制系统,实验结果表明:改进后的间接磁链计算法能够有效降低优化同步调制下的转子位置估计误差,增强系统鲁棒性。

关键词：内置式永磁同步电机无位置传感器控制磁链间接计算参数误差修正系统鲁棒性

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基于比例谐振的无刷直流电机电流规划控制

微电机 2018年第12期51卷 27-31页

作者：谭博申科王西坡刘卫国陕西省微特电机及驱动技术重点实验室西北工业大学自动化学院西安710072

在三相六状态模式下工作的BLDCM存在较大的换相转矩脉动,采用电机反电势对电流波形进行规划的控制方法可以减小该转矩脉动。然而由于绕组电感的存在,会引起相电流滞后该相反电势的现象,从而导致电机相电流有效值和转矩脉动的增加。论文... 详细信息

在三相六状态模式下工作的BLDCM存在较大的换相转矩脉动,采用电机反电势对电流波形进行规划的控制方法可以减小该转矩脉动。然而由于绕组电感的存在,会引起相电流滞后该相反电势的现象,从而导致电机相电流有效值和转矩脉动的增加。论文提出一种基于比例谐振的电流规划控制方法。该方法根据规划电流轨迹的傅里叶展开,采用基于比例谐振的电流环分别实现对电流基波和主要高次谐波的控制。最后,仿真结果表明所提出的方法可以减小相电流的滞后角度,抑制转矩脉动和减小电机铜耗。

关键词：无刷直流电机电流规划比例谐振控制转矩脉动

异种钛合金连续驱动摩擦焊稳态阶段粘塑性区平均温度的解析计算

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材料研究学报 2013年第5期27卷 501-507页

作者：王莉敏李京龙熊江涛魏艳妮张赋升西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室西安710072

针对异种组配连续驱动摩擦焊,通过引入热量分配系数得到了焊接稳态阶段粘塑性区平均温度的解析模型,利用此解析模型计算了TC4/TC17和TC11/TC17两种异种钛合金组配在恒定焊接转速、变轴向压力和恒定轴向压力、变焊接转速下的焊接稳态阶... 详细信息

针对异种组配连续驱动摩擦焊,通过引入热量分配系数得到了焊接稳态阶段粘塑性区平均温度的解析模型,利用此解析模型计算了TC4/TC17和TC11/TC17两种异种钛合金组配在恒定焊接转速、变轴向压力和恒定轴向压力、变焊接转速下的焊接稳态阶段粘塑性区平均温度,并将计算结果与用红外热成像仪记录的实际温度进行了对比。结果表明:当焊接转速一定时,平均温度随着轴向压力的增加而下降;当轴向压力一定时,平均温度随着焊接转速的增大而上升;当焊接参数一定时,异种组配TC17侧的稳态阶段粘塑性区平均温度均低于TC4或TC11侧。在实验所处范围内平均温度的计算值和实测值吻合良好,其偏差均不超过7%,表明本文提出的解析模型是可靠的。

关键词：材料合成与加工工艺连续驱动摩擦焊平均温度解析模型 TC4 TC17 TC11 TC17

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连续驱动摩擦焊接头的特征形貌和性能

材料研究学报 2014年第7期28卷 497-502页

作者：李鹏李京龙梁力熊江涛张赋升钱锦文西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072 西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室西安710072

通过引入接头形貌特征参量表征因子(取粘径比α=粘合区长度/原始直径,比例因子η=外缘热影响区宽度/中心热影响区宽度),研究了摩擦压力和摩擦时间等工艺参数对45号钢连续驱动摩擦焊接头的形貌及力学性能的影响。结果表明,随着摩擦压力... 详细信息

通过引入接头形貌特征参量表征因子(取粘径比α=粘合区长度/原始直径,比例因子η=外缘热影响区宽度/中心热影响区宽度),研究了摩擦压力和摩擦时间等工艺参数对45号钢连续驱动摩擦焊接头的形貌及力学性能的影响。结果表明,随着摩擦压力的升高粘径比α先升高后降低,而比例因子η持续升高;当摩擦压力为60 MPa时,随着摩擦时间的延长粘径比α不断增大,而比例因子η则不断减小。当综合因子δ(δ=η/α)为1.15-1.31时摩擦焊接头的热输入量适中,接头的力学性能良好,可作为45号钢连续驱动摩擦焊接头良好焊接工艺规范的制定原则。

关键词：金属材料特征形貌连续驱动摩擦焊 45号钢力学性能

Ni_(75)Al_(5.5)V_(19.5)合金沉淀行为的微观相场模拟

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稀有金属材料与工程 2006年第7期35卷 1030-1034页

作者：李永胜陈铮王永欣张建军西北工业大学西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

利用微观相场方法模拟了Ni75Al5.5V19.5合金两种有序相D022和L12随温度变化时的不同沉淀过程。发现过冷度在相变驱动力中处于主导地位。高温下D022相首先析出,之后L12相在D022相和无序相的界面以及D022相形成的界面处析出,L12相长大时... 详细信息

利用微观相场方法模拟了Ni75Al5.5V19.5合金两种有序相D022和L12随温度变化时的不同沉淀过程。发现过冷度在相变驱动力中处于主导地位。高温下D022相首先析出,之后L12相在D022相和无序相的界面以及D022相形成的界面处析出,L12相长大时同时向无序基体和D022相推移;低温下L12相先析出,D022相在L12相的界面处形核长大,同时L12相通过失稳分解由非化学计量相向平衡相转变,其尺寸减小。该合金最终两相体积分数同时达到平衡并基本相等。随温度降低,L12相由高温时的非经典形核与失稳分解的混合机制向低温时的失稳分解转变;D022相的沉淀机制由非经典形核与失稳分解的混合机制向低温时的非经典形核转变。

关键词：微观相场 Ni75Al5.5V19.5合金沉淀模拟

晶界迁移研究进展及其在TiAl合金中的原位分析

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稀有金属材料与工程 2021年第2期50卷 699-708页

作者：杨劼人张立腾高子彤胡锐西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 陕西省高性能精确成形技术与装备重点实验室陕西西安710072

金属材料中晶粒形态的演变是晶界迁移的结果,而晶粒形态又是决定材料性能的一个重要因素,因此,通过调控晶界迁移以获得目标组织成为工程研究关注的问题。本文综述了金属晶界迁移问题的研究,并给出了作者关于TiAl合金相关的研究进展:首... 详细信息

金属材料中晶粒形态的演变是晶界迁移的结果,而晶粒形态又是决定材料性能的一个重要因素,因此,通过调控晶界迁移以获得目标组织成为工程研究关注的问题。本文综述了金属晶界迁移问题的研究,并给出了作者关于TiAl合金相关的研究进展:首先介绍了晶界迁移的现象及物理模型,然后分析了晶界迁移的驱动力,并着重说明扩散和应力驱动下的晶界迁移现象。其次,讨论了晶界迁移中的各种影响因素,包括取向差、晶界结点、曲率、温度和温度梯度等。最后,对晶界迁移调控在工程上的一些应用进行了介绍,特别讨论了其在TiAl合金中的应用,并结合作者的原位观察工作,对2种TiAl合金在高温单相区的晶界迁移现象进行了分析。

关键词：金属材料晶界迁移驱动力迁移机制 TiAl合金