重型拖拉机电液悬挂比例控制器设计

设计了一种基于飞思卡尔MC9S12XS128型微处理器的电液悬挂比例控制器。根据重型拖拉机电液悬挂系统控制要求,在分析现有重型拖拉机电液悬挂比例控制器的结构、类型和特点的基础上,确定了比例控制器的整体设计方案,在Code Warrior环境下完成软件程序设计,采用PID控制算法实现对拖拉机作业机组的位控制、牵引力控制和力位综合控制。以重型拖拉机电液悬挂系统为试验平台,对所设计的电液悬挂比例控制器进行了田间试验,牵引力和耕深控制的过渡时间分别为3.89 s和0.81 s。结果表明:比例控制器对重型拖拉机悬挂装置的综合控制具有响应快、精度高、稳定性强等特点,在保证拖拉机平顺性和作业质量的同时,提高了作业效率,降低了拖拉机驾驶员的劳动强度。

履带车辆主动悬挂多点布置优化

为实现履带车辆主动悬挂减振性能和能耗达到综合最优,基于正交试验方法开展履带车辆主动悬挂多点布置优化设计。首先,建立了履带车辆悬挂系统动力学模型,并通过道路模拟试验验证了该模型的合理性;其次,开展了履带车辆悬挂系统正交试验,分析了4种典型路面下各子悬挂对悬挂系统减振性能影响的敏感性;最后,设计了主动悬挂作动器的6个布置方案,通过建立基于线性二次最优(linear quadratic regulator,简称LQR)控制的履带车辆主动悬挂动力学模型,分析了典型路面下各布置方案对悬挂系统减振性能的影响规律及能耗变化规律。结果表明,通过对履带车辆主动悬挂作动器的布置优化,可以实现悬挂减振性能和能耗之间的平衡。

草莓悬挂输送无损分级系统的设计与试验

为解决目前鲜食草莓人工分级效率低,自动化分级易损伤的问题,设计一套草莓悬挂输送无损分级系统。在要求草莓留梗采摘的基础上,设计果梗夹持机构;根据分级功能需求,设计转移上料机构、双链循环输送机构、缓存下料机构,以实现草莓的无损输送。再配合内、外观品质检测模块,即可实现草莓品质分级。以直径30~50 mm,质量20~50 g的草莓为研究对象,根据内、外品质检测结果,将其划分为7个等级,并分别下料包装。草莓外部品质检测采用机器视觉,提取草莓大小、颜色、形状等外观信息;内部品质检测采用近红外光谱,检测可溶性固形物含量;根据分级结果,将其分别输送至对应下料机构进行下料包装。研究为草莓类柔嫩果皮果实的无损分级装备开发提供新的解决方案。

深水海上浮式生产储油轮内转塔单点系泊系统柔性立管通道与悬挂结构设计

深水油气开采中带内转塔单点系泊系统的海上浮式生产储油轮(FPSO)占据主导地位。以1艘深水FPSO内转塔单点系泊系统为例,介绍了柔性立管通道的总体布置原则、通道与悬挂相关的设计要点,考虑了百年一遇在位的极端环境和海上临时悬挂安装的设计工况,依据法国BV船级社规范进行了立管通道和悬挂结构的计算分析,给出内转塔单点系统立管通道的相关设计方法和流程。

乍得基岩注气井膨胀管悬挂二次完井技术

乍得油田潜山基岩油藏面临油井低压低产的问题,需要开展注气补充地层能量以提高油井产量,但裸眼开发井转投注气井后,出现上部层系出砂填埋储层的问题。为此,下入膨胀管悬挂器结合裸眼封隔器等组成的下部完井管柱,在乍得BX20井进行二次完井技术先导试验。现场试验结果表明:设计的二次完井管柱一次入井到位,整个作业周期为10 d,较传统二次完井平均施工作业周期减少7 d,节省修井作业费用超20万美元;该井完井后能够有效地封固和保护套管免受注气高压的破坏,有效解决裸眼注气井井筒完整性问题,试注气压力达到20 MPa,注气量达到2000 m^(3)/h。该完井工艺的成功实施解决了乍得油田注气井完井问题,对同类油田的开发具有先导示范作用。

立式诱蝇笼与悬挂式诱蝇笼的效果比较

目的比较研究立式诱蝇笼和悬挂式诱蝇笼对蝇类的现场诱捕效果。方法蝇类密度比较采用配对样本Wilcoxon符号秩和检验,构成比比较采用χ^(2)检验和Fisher确切检验法。结果2种诱蝇笼共捕获蝇类405只和非蝇类24只,其中立式诱蝇笼捕获昆虫中蝇类构成比(97.12%)大于悬挂式诱蝇笼(91.86%),二者之间的差异有统计学意义(χ^(2)=5.614,P=0.018)。立式诱蝇笼和悬挂式诱蝇笼捕获蝇类中蝇种构成比不同,差异有统计学意义(χ^(2)=14.90,P=0.005)。立式诱蝇笼和悬挂式诱蝇笼监测成蝇密度均为12.5只/笼,差异无统计学意义(Z=-0.922,P=0.357)。结论立式诱蝇笼和悬挂式诱蝇笼均可用于蝇类监测与防治,应用者可根据实际情况,合理选择诱蝇笼款式。

基于尾流振子模型的柔性悬挂立管涡激振动分析

为了分析深海采矿柔性立管涡激振动响应特性,提出了一种高效的针对特殊边界的处理方法.基于欧拉梁模型和尾流振子模型,结合有限差分方法,系统研究不同边界条件、中间仓质量和海流剪切参数对深海采矿立管涡激振动的影响规律.结果表明:悬挂立管底部会产生较大位移,与传统两端铰接立管相比,相同激励下悬挂立管会激发出更高阶的振动模态,从原本5阶模态升至6阶;随着中间仓质量增加,立管振动的主导模态会随之降低,在同一模态下,悬挂立管底部位移逐渐减小,从0.460降至0.405,当模态转换时,底部位移均方根会迅速增大,由0.405升至0.413;底部位移随着均匀流速的增加呈现出波动趋势,在一定流速范围内,位移随流速线性变化;随着剪切参数增大,在同一模态下,立管底部的位移逐渐减小,当模态转换时,底部位移会增加.

某型号轨道牵引车悬挂系统隔振性能优化

为提高动力牵引车行驶的稳定性,采用四端参数法推导了车辆系统隔振传递率计算公式,并以隔振传递率峰值最小为目标,对悬挂系统阻尼系数、弹簧刚度等结构参数进行了优化分析。另外,基于Simpack建立了该车的多体动力学模型,以列车垂向振动响应均方根值的最小值为优化目标,计算得到车辆系统的一系悬挂参数最优值。结果表明:阻尼值理论计算和仿真结果之间最优值误差几乎为零,弹簧刚度误差为3.4%,验证了基于四端参数法对该车一系悬挂参数优化理论模型的准确性。此外,当扰频比在0.5以内时,阻尼系数对车辆垂向振动响应的贡献较大;随着一系悬挂系统中减振器阻尼值的增大,车辆系统隔振传递率先减少后增大,弹簧刚度对其影响与之类似。

悬挂式单轨交通车辆基地站场设计关键技术研究

[目的]悬挂式单轨交通车辆基地的总平面布局形式直接影响列车作业及工程造价。道岔选型对车辆基地站场总平面布局影响较大,运用库单线列位数的选择也将直接影响道岔数量及段场规模,因此需对悬挂式单轨交通车辆基地站场设计的关键技术进行深入研究。[方法]依托武汉光谷生态大走廊悬挂式单轨交通工程的龙泉山车辆段,阐述了该车辆段的总平面布局形式及创新点,分析了该车辆段道岔选型及场坪标高的制定方法,建立了理想条件下车辆段运用库单线列位数模型。[结果及结论]悬挂式单轨交通车辆基地总平面布置宜采用贯通式洗车方案,将洗车库放在出入线上;咽喉设计时,需同时考虑桥墩布置的美观性;需联合道岔厂家加快对三开道岔及五开道岔的研发,并合理选用不同道岔组合以更进一步节省投资;在不考虑其他作业干扰的理想条件下,悬挂式单轨交通车辆基地运用库最多可采用1线5列位,实际设计过程中需结合车辆基地条件、综合考虑列车出库的便捷性、扣除其他作业干扰等因素选择合适的运用库单线列位数。

悬挂胶轮列车与钢桥的振动试验及仿真研究

为评价悬挂胶轮列车及钢轨道梁桥的结构性能,以开封悬挂式单轨示范线为背景开展现场试验与仿真研究。开发了胶轮列车-钢轨道梁桥耦合振动分析程序,根据现场实测的胶轮车辆的空气弹簧、走行轮刚度和阻尼等力学参数,建立胶轮列车模型。对车桥动力响应的现场试验与动力仿真分析结果进行综合比较,采用相关规范对列车走行性以及轨道梁桥的动力性能进行综合评估。结果表明:车桥动力特性及其振动响应的理论与实测结果基本吻合,车桥耦合分析方法可应用于悬挂式胶轮单轨交通系统振动性能研究;轨道梁竖向挠跨比小于相关规范的限值,竖向刚度设计合理;在列车竖向静活载作用下,相邻两跨轨道梁梁端竖、横向转角之和最大值分别为4.5‰和1.5‰;车速80 km/h下轨道梁纵、横向应力动力系数最大值分别为1.17和1.14;考虑到悬挂式胶轮列车没有脱轨风险,列车轮重减载率及钢轨道梁桥横向加速度较传统铁路偏大,其相应限值可较现行铁路规范适当放松。

300 t转炉悬挂系统应力测试与分析

对于大型转炉,目前国内已可以自主设计和制造。托圈与炉壳之间的连接方式是设计时的关键,某钢铁厂300 t转炉经过综合评估后采用的是8点弹簧板式连接。设计过程中,虽然采用有限元法模拟分析了弹簧板的应力应变状态,计算预测了该连接结构在理论状态下的使用寿命及其安全性,但是实际生产过程中弹簧板应力状态会受到静不定、角部应力集中等因素扰动,需通过获取现场实测数据来对计算过程加以验证与修正。本文建立了该300 t转炉下悬挂系统应力测试模型,对空炉和满载两种工况进行了弹簧板应力测试,得到不同工况弹簧板各点的受载情况,分析了弹簧板应力分布状态,其结果可为转炉悬挂系统的设计提供参考和实践意义。

可伸缩式电动悬挂起重机设计

传统的电动悬挂起重机都是运行在1跨车间的2根工字钢轨道上,电动葫芦在起重机主梁下部运行,有效作业区域限制在1跨范围内。文章设计了1种可伸缩式电动悬挂起重机,通过采用伸缩梁设计机构的合理布置和结构设计方案,实现电动葫芦跨区域作业,增大了起重机的作业范围,提高了起重机的利用率。

转炉悬挂系统使用维护经验

转炉悬挂系统是转炉核心设备之一,Conlink悬挂系统被广泛采用。介绍了Conlink悬挂系统设计及演进,分析了Conlink 1.0悬挂系统实际使用中的典型案例,并提出了一些长寿命使用改进方案,可为同类悬挂系统使用维护提供有益经验。

悬挂式水田宽幅卫星平地机设计与试验

针对我国水田平整时窗短、平整作业精度要求高、缺乏高效水田平整作业机具等问题,设计了一种悬挂式水田宽幅卫星平地机。研发了悬挂式水田宽幅卫星平地机平地控制系统,应用北斗卫星RTK定位技术,将北斗卫星天线置于平地铲上方,可实现平地铲高度的厘米级精准定位。开发的智能终端采用阈值-多项式插值算法将实时高程信息转换成点云图,可直接反映水田平整后地势情况,供二次平整作业参考。设计了液压控制系统和悬挂式挂载结构的双液压缸驱动平地机,平地机载荷能力强,高程调节过程更加稳定。进行了系统定位精度及控制输出验证试验,结果表明:悬挂式水田宽幅卫星平地机平地控制系统定位精度为䥺SymbolqB@1.0cm,控制部分输出稳定。为验证悬挂式水田宽幅卫星平地机的工作性能,对其进行了水田平整试验,并将田间采样高程数据进行了田块纵横单行数据拟合曲线对比分析及统计分析。田间试验结果表明:田面最大高差d从19.6cm平整至5.9cm,采样点标准差Sd从4.9cm平整至2.6cm,作业效果较好,可有效改善水田平整度。

设施猪场悬挂式轨道巡检机器人设计与试验

为解决猪场传统巡检方式成本高、效率差、智能化水平低等问题,以中小型规模设施猪场结构特点为依据,提出基于悬挂轨道的巡检方案,设计一种悬挂式智能巡检机器人,开发适用于典型猪场环境的巡检机器人运动控制系统和上位机软件,并进行现场测试。结果表明:设置实现巡检机器人常态巡检速度可大于0.15 m/s,单次运动定位误差小于2.5 mm,巡检定位误差整体小于10 mm,误差率小于0.18%,巡检机器人可进行环境数据和图像自动获取,为后续的生猪健康状况分析提供数据支撑。该研究可为巡检机器人在中小规模生猪养殖场的应用与推广提供参考。

高速列车主动横向悬挂系统Hopf分岔特性

为研究采用主动横向悬挂的高速车辆系统Hopf分岔特性,建立整车横向简化7自由度非线性动力学模型,基于传统天棚控制原理提出天棚/地棚阻尼和刚度非线性控制律,即将二系横向减振器的理想主动力表示为车体或转向架横向位移和速度的三次多项式函数,理论研究状态反馈量和控制增益对车辆系统蛇行运动Hopf分岔速度、极限环幅值和频率的影响规律.结果表明:被动悬挂难以兼顾车辆一次和二次蛇行失稳工况;地棚阻尼和刚度控制律中一次项和三次项增益对一次蛇行分岔特性影响很小;优化地棚阻尼和刚度控制律一次项增益可提升二次蛇行失稳临界速度,其中地棚阻尼控制律提升效果更为显著;优化地棚阻尼控制律三次项增益可以显著降低极限环幅值且不改变蛇行频率,而地棚刚度三次项增益则不影响系统蛇行分岔特性;优化天棚阻尼和刚度控制律中一次项增益能够有效抑制一次蛇行,主要原因是改变了车体悬挂模态阻尼比和频率,然而天棚刚度控制会降低二次蛇行临界速度;综上,合理设计天棚/地棚阻尼和刚度控制律及参数,能够有效调控车辆系统分岔速度及极限环幅值.研究可为基于主动横向悬挂技术的动车组蛇行稳定性和运行平稳性协调控制研究提供理论依据和参考.

机载悬挂物管理系统开放式架构模型设计

针对机载悬挂物管理领域产品通用性和互用性不足的问题,分析、参考航空电子领域相关开放式架构模型,提出机载悬挂物管理系统(SMS)开放式架构模型。给出了开放式架构模型相关的功能分层、硬件架构、软件架构、功能实体、接口设计等要素及其设计要求。分析了开放式架构模型实施可达到的3个层级的互用性效果,为可移植、可重构、多层级互用的机载悬挂物管理系统开发提供顶层架构支持。

带有斜向惯容的悬挂式隔振系统动力学特性仿真研究

首先,将惯容器、阻尼器和弹簧进行组合,设计实现全并联隔振单元,并将其斜向布置,构成新型悬挂式隔振系统;其次,以软件ADAMS与MATLAB联合仿真的方式,构建带有斜向惯容器、阻尼器和弹簧的悬挂式隔振系统以及仅带有斜向阻尼器和弹簧的悬挂式隔振系统的仿真模型,并对两种隔振系统进行对比研究,探讨斜向惯容的作用;然后,针对带有斜向惯容器、阻尼器和弹簧的悬挂式隔振系统的加速度传递特性进行研究,改变隔振系统参数观察传递率曲线变化,并探讨了在ADAMS环境下以数值方法、半数值半模型方法表示惯容结构的可行性;最后,以半数值半模型的方法表示惯容,在随机激励下对带有斜向惯容器、阻尼器和弹簧的悬挂式隔振系统中的惯容施加速度与相对速度、加速度与相对速度、相对加速度与相对速度三种半主动控制方式,探讨不同控制方式对隔振性能的影响。研究结果表明,斜向惯容器可以改善悬挂式隔振系统对低频振动的隔离效果,但会增加高频部分的传递率,相对加速度与相对速度和加速度与相对速度的控制方式可以明显提高悬挂式隔振系统对随机激励的衰减效果。

拖拉机三点悬挂电液加载系统研究与试验

三点悬挂系统是拖拉机关键工作系统之一。由于田间作业工况的复杂多变,拖拉机三点悬挂液压系统承受较大的随机载荷,容易发生零部件破坏与液压故障等问题,直接影响拖拉机安全及作业效率。基于以上问题,研发了拖拉机三点悬挂电液加载系统,并基于NI Compact-RIO开发了拖拉机加载平台测控仪与上位机测控软件,实现了信号采集与加载控制。利用ARMAX模型进行系统辨识,得到电液系统模型,并与MatLab传递函数辨识箱比较,平均绝对误差降低33.90%,均方误差降低87.36%,均方根误差降低64.45%;基于PID控制方法,上位机以20Hz加载频率将阶梯信号、正弦信号、田间三点悬挂牵引力载荷应用于加载系统进行复现,效果完全可以满足试验台的控制加载要求。试验结果表明:基于ARMAX模型的系统辨识及基于PID的控制方法结合三点悬挂电液加载系统,可将田间三点悬挂牵引力载荷加载复现,为基于田间动态载荷加载的拖拉机三点悬挂零部件与系统可靠性试验提供了平台和方法支撑。

轨道不平顺激励对高温超导磁浮列车电机悬挂的影响

高温超导磁浮列车在运行过程中受到轨道随机不平顺激励的影响,车体和磁浮架的振动会传递至直线电机动子而导致气隙变化,变化后的电磁力反作用于电机悬挂系统,进而影响磁浮架和车体振动。二者的耦合振动一定程度上会影响高温超导磁浮列车的安全运行。为了减少轨道随机不平顺激励对电机悬挂系统的影响,文章建立了多刚体动力学理论模型,并在周期性激励的作用下,对理论模型进行了动力学响应的仿真验证,证明了动力学理论模型的正确性。进一步地,在UM软件中以电机法向力和轨道随机不平顺作为外部激励,对高温超导磁浮列车动力学模型进行仿真,研究了电机悬挂系统的垂向刚度对直线电机气隙、车体和悬浮架振动、列车运行平稳性等参数的影响并对该刚度值进行了合理优化。结果表明:增大直线电机悬挂系统的垂向刚度能一定程度提高车体平稳性;同时增大垂向刚度能一定程度上减小气隙的变化和电机的振动,从而降低和悬浮架的耦合作用。研究结果是在特定的结构参数、负载条件下的仿真分析结果,可为高温超导磁浮列车动力学分析提供一定参考作用。