Delta-Sigma调制器在电机电流高精度测量系统中的应用研究

Delta-SigmaAD转换技术是高分辨率应用中的一项通用技术之一,其广泛用于高信号完整度和电流隔离的交流电机电流测量系统中。提出了一种应用于交流电机电流测量系统中的Σ-ΔAD转换设计,并且对ADC解调和滤波,采用了Sinc^3数字抽取滤波器对其以滤波和抽取方式进行解调,其中Sinc^3数字抽取滤波器采用现场可编程门阵列(FPGA)来设计,实现了Σ-Δ调制器输出信号的高频滤波,实现了电机电流高精度隔离采样,满足了交流电机电流测量对采样精度和响应速度的要求。

基于FPGA的电机转速高精度测量技术研究

通过研究高精度频率测量的方法和原理,对使用增量式光电编码器的电机转速进行测速计算,设计了基于FPGA为核心的测速系统,通过简单的计算完成了对电机转速高精度的测量。此方法消除了被测信号±1的计数误差。试验研究表明:此方法简单有效,实现了电机转速的准确测量。

联合收获机凹板间隙调节系统研究

联合收获机凹板间隙的大小是影响联合收获机脱离质量的关键因素之一,本文设计了一款基于联合收获机的凹板结构,通过控制线性驱动器对凹板间隙进行自动调节的系统,实现了联合收获机凹板间隙自动调节,通过试验研究结果表明:该系统调节方便实用,且调节精度在5%以内。

玉米收获机底盘车架疲劳寿命研究

提出一种玉米收获机底盘车架疲劳寿命预测方法。利用ANSYS软件对玉米收获机底盘车架进行有限元分析,得到最大模态变形位置和静应力分析条件下的应力分布;在有限元分析数据基础上,粘贴应变片,组建应力测量系统,实测田间及道路条件下的应变时间历程;对采集的应变数据开展预处理,初步分析其受力情况及动载荷特征,采用n Code软件完成疲劳寿命预测。试验结果表明,车身横梁疲劳寿命为24.1万h、支撑部件寿命为16 500万h,满足使用要求,但支撑部件强度设计过剩,采用workbench的shape optimization对该部件开展轻量化设计,在满足疲劳可靠性条件下,减少了该部件质量24%。

联合收获机喂入量在线监测系统设计与试验

在实时监测联合收获机谷物籽粒流量及纵轴流滚筒扭矩、转速的基础上,通过谷物籽粒流量及滚筒扭矩、转速与喂入量关系的理论分析与试验验证,推导出喂入量与谷物籽粒流量和纵轴流滚筒扭矩、转速之间的关系,设计了间接监测喂入量的方法与系统。试验结果表明:联合收获机喂入量在线监测误差保持在5%以内,监测系统工作稳定、可靠,能够达到田间在线监测的效果,具有较好的实用性。

基于激光诱导击穿光谱的土壤钾素检测

为满足大田土壤钾素养分在线检测的迫切需要,设计了一种基于激光诱导击穿光谱原理的土壤养分在线检测的系统平台装置,并开展了土壤养分快速测定的实验研究,对采用激光诱导击穿光谱定量分析土壤钾素养分含量的可行性与准确度进行了探索。实验表明,土壤钾元素的特征谱线在波长766.49 nm和769.90 nm处,钾素养分含量与特征谱线强度呈正相关,但当钾素质量分数大于0.3%时,存在明显自吸收现象,谱线强度与样本质量分数呈非线性关系。为了消除土壤光谱检测的基体效应,选定土壤样本锂元素为内标元素,对土壤钾元素等离子光谱特征谱线进行内标校正处理。利用土壤样本钾元素的敏感特征波长766.49 nm和769.90 nm处的光谱强度对土壤钾元素含量进行二元线性建模分析,建模曲线拟合效果良好,模型决定系数达到0.933 7,相对均方根误差仅为0.276 1。利用该实验系统,土壤钾素养分最低检测限为212μg/g,初步具备土壤钾素养分在线检测的要求。

联合收获机称量式测产系统软件设计

运用VB 6.0编程语言设计了应用于谷物联合收获机称量式测产系统平台的测产软件。该软件能实时接收、显示和保存测产系统所采集的数据,计算得到实时收获总质量、收获面积等田间信息。软件对谷物流量数据计算处理作出谷物流量图;将GPS接收到的经纬度转换为高斯坐标,在平面直角坐标系中作出GPS轨迹图;最终将流量数据与GPS轨迹数据结合运算生成产量图。作图过程中当曲线即将到达界面边界时,曲线图会自动平移远离边界以保证实时图像的正常显示,在作图结束后可拖拽图像查看完整图形。经测试,软件在室内测产相对误差小于2%,在田间测产相对误差小于3%。

基于CAN总线的联合收割机在线监测系统的设计与实现

从总体上设计了联合收割机在线监测系统,进行了多传感器的信号采集、数据处理以及故障预警。运用CAN总线,设计了联合收割机运动工作部件转速、谷物夹带损失、油耗和GPS信息在线监测系统。通过CAN总线传输所有信号,并在车载监测控制器上进行数据的在线显示、储存与报警。经现场试验结果表明:运用CAN总线的在线监测系统,工作稳定、可靠,实现了联合收割机田间作业的在线监测与预警。

玉米收割机NVH问题研究——基于振动总量和A计权声音

农业机械的舒适性已经严重制约了我国农业机械的进一步发展。为了改善农用车辆的NVH问题,参照国标GB/T 18697-2002和国际标准ISO 2631,成功搭建玉米收割机驾驶室的振动及噪声测量系统。同时,利用Mat Lab软件计算出振动总量和A计权声压级,得出该型号的玉米收割机的舒适性情况。田间试验表明:该测量系统工作正常、性能可靠,能够作为车载测量系统收集收割机实时工作状态,为构建玉米收割机NVH性能数据库系统和车身结构进一步改进奠定基础。

PIC单片机CCP模块在转矩传感器脉冲信号采集系统中的应用

在转矩传感器脉冲信号采集过程中,不仅要保证采集的精确度,为了能够实时显示出转矩的动态性能,也要保证其高采样率。本文设计了一种基于PIC单片机CCP模块捕捉模式下的脉冲信号采集系统,通过室内和室外试验研究结果表明:该脉冲信号采集系统采样频率高,且精度可到0.1%,具有很好的实用性。

可控整流缩短连续极永磁发电机电压恢复时间

连续极永磁型无刷直流发电机是具有梯形波电动势的混合励磁发电机。为了缩短电压恢复时间,该文提出可控整流方法,利用电机电枢绕组实现能量快速存储与释放,通过提高电枢绕组电动势加快电压恢复速度,并且不会增加硬件成本。采用状态空间平均法分析了超级电容储能的可控整流系统电压调节过程,完成了可控整流与二极管整流方式下电压恢复时间的理论计算和试验。试验结果表明:与二极管整流相比,可控整流能将电压恢复时间减少约一半。该研究对提高车载敏感电子设备工作的可靠性提供了参考。