正负气压组合滚轮式油菜精密排种器设计与试验

针对油菜种子粒径小、质量轻,单粒排种难度较大的问题,设计了一种正负气压组合滚轮式精密排种器。阐明了排种器工作原理,开展排种器吸种、携种和卸种环节受力分析和排种滚轮对种群拖带过程解析;提出了通过控制充种区种层高度和种群压力的防拖带堆积机理,设计了一种侧向充种、拖带种子自由回落的充种室结构,利用离散元仿真研究了充种种层高度和充种室结构对排种器充种区内充种性能的影响及对种群拖带堆积的解决情况;仿真结果表明,排种器内种子随着充种种层高度的增大,种群平均动能均值逐渐增大,对种群平均扰动能力逐渐增强;在充种种层高度50 mm条件下,设计的防拖带堆积充种室降低了充种区域底部种群所受的压力,未出现种群拖带堆积现象,且保持了对充种区域种群的扰动作用。在JPS-12型排种器检测试验台上进行了排种器性能试验,结果表明,当排种转速为15~30 r/min、吸种负压为1.0~1.2 kPa时,排种器合格指数均保持在90%以上;设计装配正负气压组合滚轮式精密排种器的播种机开展播种试验,田间实测出苗后株距稳定性变异系数为4.4%,各行苗数一致性变异系数为8.14%;研究结果表明设计的排种器满足精密播种要求。

管式反应炉炉膛红外全景成像方法应用研究

为了获得管式反应炉炉膛内部实时工作状态信息,将红外测温探头安装在炉膛侧上部以采集炉膛局部俯视图像,利用光纤传送至处理主机,通过预处理、视角变换、盲区重现、拼接融合和温度彩色编码等步骤构建出正视的管式反应炉炉膛全景图像。通过对红外辐射特征提取,温度反演算法获取实时温度,全景展现炉膛温度信息和变化趋势。利用该系统进行现场实验,结果表明:全景图像与原始图像相比,灰度值平均相差0.44,标准差1.82,由此产生的系统测温误差约0.6℃,对高温工业现场温度测量的影响可以忽略不计,具有较高的工程应用价值。

曳引式电梯模糊PID控制系统调速特性仿真

电梯的速度控制具有非线性和大滞后等特点,很难建立精确的数学模型。本文为此设计了一种模糊PID控制算法,并利用MATLAB软件进行仿真分析。结果表明,模糊PID控制器和传统PID控制器相比,动态响应快,无超调现象,具有较好的鲁棒性,可以使曳引式电梯实现调速过程的平稳控制。

流量控制系统模糊控制器设计与仿真

针对流量控制系统具有时变性和滞后性的特点,设计了一种模糊控制算法,利用MATLAB中模糊控制工具箱对该算法进行仿真研究,并做了与传统PID控制算法的效果对比试验。仿真结果表明,基于模糊控制算法的流量控制系统超调量小,且动态性能和稳定性均优于传统PID控制算法。

时滞系统模糊积分控制研究

针对时滞系统非线性、滞后性等特点,运用模糊积分控制算法对系统进行控制。通过Matlab的Simulink工具箱建立模型,并做了模糊积分控制、传统模糊控制(Fuzzy control)仿真对比试验。仿真结果表明,模糊积分控制在调节时间、稳态性能等指标上明显优于模糊控制,具有更好的快速性和自适应性,是时滞系统较为理想有效的控制方法。

PWM间歇喷雾式变量喷施控制器设计与测试

为实现基于脉宽调制(PWM)间歇喷雾的流量调节式变量喷施控制,以DSP56F805数字信号控制器为核心,设计了一种PWM间歇喷雾式变量喷施控制器。控制器有单机和联机两种工作模式,可输出12路独立调节的PWM信号,实时检测喷雾机组前进速度、隔膜泵输入轴转速、喷杆压力和喷施流量,并采用预测比例控制方法,通过比例溢流阀在线调节喷杆压力。将控制器安装到一台经过改装的商购喷杆式喷雾机上,构建了一套PWM间歇喷雾式变量喷施系统,并进行了系统测试。测试结果表明:PWM信号有效频率小于等于5 Hz、流量调节范围大于10,喷雾机组前进速度检测误差在±0.1 km/h范围内、隔膜泵输入轴转速检测误差在±1.5 r/min范围内、喷杆压力检测误差在±0.01 MPa范围内、喷施流量检测误差在±0.05 L/min范围内,经2 s调节后喷杆压力调节误差在±0.01 MPa范围内。

脉宽调制间歇喷雾变量喷施系统施药量控制

采用6013型直动式高速电磁阀、TR80-05型圆锥雾喷头、DBEE6-1X/50型先导式比例溢流阀和自制的PWM变量喷施控制器,设计了一套PWM间歇喷雾式变量喷施系统。就隔膜泵输入轴转速、喷头位置、喷雾压力、PWM控制信号频率和占空比等因素对喷头喷雾流量的影响进行了试验测试,采用单因素线性拟合法建立了0.2、0.3和0.4 MPa喷雾压力下TR80-05型圆锥雾喷头的喷雾流量计算模型,得出了相应的施药量控制模型,并对整个PWM变量喷施系统的施药量控制性能进行了试验测试。测试结果表明:喷雾流量受喷头位置和PWM控制信号频率的影响很小,而受喷雾压力和PWM控制信号占空比的影响很大;在启用喷雾压力稳定控制功能的情况下,隔膜泵输入轴转速对喷雾流量的影响很小;在该电磁阀与喷头组合下,系统流量调节范围约为10∶1;当目标喷雾流量大于等于0.3 L/min时,喷雾流量控制误差在±4%范围内;整个系统的施药量控制误差在±6%范围内。

脉宽调制间歇喷雾变量喷施系统的静态雾量分布特性

由于脉宽调制(PWM)间歇喷雾式变量喷施系统的间歇喷雾特性,其雾量分布均匀性较难控制,为此该文采用隔膜泵、比例溢流阀、高速开关电磁阀、TR80-05型空心圆锥雾喷头和工控机测控系统等构建了一套PWM间歇喷雾式变量喷施试验系统,并对其静态雾量分布特性进行了试验研究。在不同喷雾压力、不同PWM信号频率和占空比下,采用矩阵式雾量收集装置对PWM喷头的静态雾量分布进行了测试,并采用非线性回归分析法确立了喷雾压力0.3MPa、PWM信号频率2Hz、不同PWM信号占空比下的集雾单元尺度上的静态雾量分布模型。结果表明:TR80-05型空心圆锥雾喷头的静态雾量分布模型呈中心对称的圆环状,且近似符合二维双正态分布;随喷雾压力的增大,雾量沉积量增加,且雾量分布圆环区域半径增大;PWM信号占空比与雾量沉积量近似呈正比关系,而对雾量分布圆环区域半径的影响较小;PWM信号频率对静态雾量分布影响很小。

红外辐射测温在管式工业炉上的应用

旨在开展红外辐射测温系统研究,以探测器像元所接收的目标辐照度为基础,详细分析了红外探测系统的信噪比、灵敏度和探测误差,介绍了系统的结构设计及关键参数,并对系统面均匀性进行了细致的校准。针对工业现场特殊应用环境,建立系统背景补偿模型进行对比实验和连续观测实验,对比结果:平均值相差0.15℃,标准差4.4℃,满足工业现场温度测量精度要求;连续观测实验与裂解炉实际运行情况完全一致,表明该系统能够解决管式工业炉炉管表面温度连续实时监测的技术难题。

农药变量喷施技术的研究现状及发展趋势

农药精确变量喷施技术是智能化植保机械的重要研究内容,一直是精细农业领域的研究热点,它牵涉到农药有效利用率、农产品安全、环境污染和操作者的人身安全等众多问题。如何按照农艺要求快速准确地进行喷施作业,并使其具有良好的雾化特性和均匀性是变量喷施技术的关键。农药变量喷施过程主要包括喷施决策的生成和喷施决策的执行两个阶段。为此,分类阐述了其国内外研究现状和实现方法,并对其现存问题和发展趋势进行了讨论。

电子电路设计及其EWB仿真

EWB(Electronics Workbench)软件是一款易学易用、功能强大的电子电路设计仿真软件。运用EWB软件进行电子电路设计与仿真,不仅能提高设计者精确分析电路的能力,加深对电路理论知识和基本概念的理解,而且能培养设计者的创新思维和设计能力。

本科阶段“光纤传感技术”课程建设探索——以合肥师范学院为例

为提高地方应用型本科院校光电信息专业的人才培养水平,使人才培养更加适应产业的发展现状,针对“光纤传感技术”课程,梳理和总结了课程体系、教学内容和实践环节所面临的问题与困境。以工程教育认证要求为导向制定课程建设思路,通过以学生为中心设置课程、以产业需求为侧重优化教学内容和以产出为导向搭建实验平台等举措开展教学改革探索,旨在提升课程教学效果,促进光电信息科学与工程专业本科生的工程实践和创新能力培养。

具有恒定容量避难所的 Filippov捕食者-食饵模型的全局动力学

本文研究了一类具有恒定容量避难所的Filippov捕食者-食饵模型。 应用Filippov方法研究了模型的滑模动力学,并进一步研究了模型的全局动力学。 证明了系统存在唯一的正平衡,且该平衡是 全局渐近稳定的。结果表明,建立适当容量的避难所有利于维持捕食者与被捕食者之间的平衡。

ProE-Matlab联合仿真技术在自动控制原理教学中的应用

Pro/E-Matlab联合仿真技术是了一种新的仿真方法,通过利用Pro/Mechanism模块中的定制负荷插件结合Matlab的Simulink模块,实现实体模型的高精度控制仿真。将这种方法应用于自动控制原理教学,不仅保留了Matlab辅助教学节省计算时间,提高了课堂效率的优点,而且改善了Matlab缺乏实际应用性的特点,使学生接触形象生动的控制对象,有利于帮助学生加深对抽象理论的理解,取得了比较满意的教学效果。

“远处的一盏明灯”——关紫兰展览图录“孤本”再现

民国时期,关紫兰是最早一批留日学画的女性画家,也是最具才华的画家之一,其作品色彩鲜艳,富有新颖之生命,所取得的艺术成就也得到画坛的高度赞誉。1930年出版的展览图录——《关紫兰女士个人油画展览会目录》,见证了同年6月她在上海所举办的个人画展,此文献"孤本"再现,得到学术关注,并引发我们对于优质美术资源如何转化的思考。

安徽省蚌埠市仿古玉产业研究

蚌埠仿古玉产业的发展始于1958年蚌埠玉雕厂的成立,中兴于20世纪8090年代港台、东南亚客商大量采购仿古玉产品,衰退于21世纪初国内竞争兴起以及礼品经济降温。面临产业升级、集约化发展的需求,蚌埠仿古玉产业把握新的机遇实现新的发展成为政府及从业者的当务之急。本文就蚌埠仿古玉产业发展的历史沿革、发展现状进行研究,并提出下一步发展的思考与建议。

具有饱和发病率的害虫治理SI模型的动力学研究

本文建立了一个具有饱和发生率的分段光滑SI害虫治理模型,以此刻画只有当易感害虫数量达到经济阁值时才对其进行综合害虫治理的策略。 利用Filippov系统定性分析理论,分析了模型在不同阁值全局动力学,得到地方病平衡点和伪平衡点的全局稳定性。研究表明,在不同的经济阁值范围下,增加染病害虫的投放量以及减少杀虫剂的使用量能避免害虫数量爆发,可以为害虫治理提供策略和方法。

连续相干探测激光风速仪设计与测试

为实现近距离风场的精确实时观测,基于连续相干探测技术,选取人眼安全的1.55μm为工作波长,设计了一台激光风速仪。系统光路采用全光纤结构增强运行稳定性,望远镜采用同轴透射式结构,有效口径为70 mm,测量光束聚焦距离为80 m。利用A/D采集卡上板载现场可编程门阵列芯片处理大气回波信号,并设计了谱质心算法估计径向风速,提高了系统运行的精确性和实时性。长期径向风速测量结果表明,所设计激光风速仪输出信号稳定,时间分辨率为1 s,风速测量范围下限约为0.915 m/s。与一台校准过的脉冲相干测风激光雷达进行对比实验,两设备测得风速数据相关系数为0.997,标准差为0.090 m/s,最大相差0.480 m/s。

高光学效率相干多普勒激光雷达的测风性能分析与测试

近期研发了一套高光学效率全光纤化相干激光雷达设备,可用于风场的实时探测。该相干激光雷达工作于1.55μm波段,望远镜直径50 mm,时间分辨率和距离分辨率分别是1 s和30 m。系统集成了光纤结构的接收单元、可编程扫描模式的两轴扫描头及一个用于实时信号处理的多核数字信号处理器。对系统的测风性能进行了理论分析并同实验结果进行了对比,验证了系统测量距离达到5 km。之后,通过将激光雷达与超声波风速仪数据进行对比验证系统的测量精度。经过数据分析水平风速相关系数达0.980,标准差为0.235 m/s,风向数据相关系数达0.993,标准差为3.105°。表明该相干激光雷达具有优良的性能,可以应用于大气边界层内的风场探测。

用于风力发电机偏航控制的激光测风系统设计与试验

为实现风力发电机迎风信息的精确测量,采用连续波相干探测技术,设计了针对风力发电机偏航控制需求的激光测风系统。该系统的扫描装置中由直驱电机带动15°顶角楔形镜旋转实现激光对大气的圆锥扫描,设置扫描一圈用时为15 s,每圈采样点数为30个,利用正弦拟合方法反演风力发电机前方的风场信息。将激光测风系统安装在深圳市气象观测梯度塔下,与塔上超声波风速仪进行了对比测风试验。经过数据分析,水平风速相关系数达0.98,标准差为0.22 m/s,风向相关系数达0.97,标准差为3.04°,表明所设计的激光测风系统性能优良,工作稳定可靠,能够为风力发电机提供精确风场参数,提高风能的利用效率。