马铃薯收获机扰动分离装置设计与试验

针对现有的小型马铃薯收获机筛面土块破碎效果不佳而影响分离效率和收获品质等问题,结合北方马铃薯主产区收获模式和常用杆条式分离装置,设计了一款马铃薯收获机扰动分离装置。在阐述总体结构及工作原理基础上,结合马铃薯的碰撞特性和土块的破碎过程分析,得到影响薯块损伤和土块破碎的主要因素为扰动深度、偏心轮转速和偏心距;通过EDEM-RecurDyn耦合构建仿真模型,单因素试验得到扰动杆数量最优为4,以扰动深度、偏心轮转速和偏心距为试验因素,以马铃薯碰撞力和土块破碎率为评价指标,运用Box-Behnken中心组合设计方法进行仿真试验,对试验结果进行方差分析,利用响应面分析了各交互因素对试验指标的影响规律,结合实际工况确定影响因素最佳取值。验证试验表明:当收获机分离筛运行速度为0.7 m/s、扰动深度为51.5 mm、偏心轮转速通过调速器设为2.3 r/s、偏心距为31 mm时,土块破碎率为60.7%,电子马铃薯采集的碰撞加速度峰值平均值为790.66 m/s~2,小于马铃薯临界损伤阈值。

扰动分离自抗扰控制在光电稳定平台上的应用

针对当前光电稳定平台伺服系统中扰动抑制能力不足的问题,提出一种扰动分离自抗扰控制(DSADRC)算法。扰动分离自抗扰控制充分利用工程实际中可获取到的部分已知的光电稳定平台模型信息及经典控制中的控制器信息,并将其加入到自抗扰控制的设计中。该算法通过减少光电稳定平台系统中的总扰动量,增加系统的扰动观测精度及扰动抑制能力。同时,通过算法设计实现了经典控制器的复用,减少了设计工作量。仿真实验结果表明:在控制器相同、扰动条件相同的情况下,扰动分离自抗扰控制阶跃响应调节时间减少58.8%,上升时间减少26.5%,且无超调量;在1V2Hz等效扰动下,系统稳态精度提高51.5%,系统性能提升效果明显。在实物验证实验中,对于不同频率的等效扰动,相比PID控制,扰动分离自抗扰控制稳态精度提升50%以上,有效地提高了光电稳定平台的稳态精度。

基于改进型匹配滤波的非稳态电能质量信号分析方法

现代电力系统中出现了越来越多的非稳态电能质量问题,为了提高电能质量非稳态成分分析的准确度,本文提出一种基于改进型匹配滤波的分析方法。分析了常规匹配滤波算法误差的产生原因和变化规律,发现正弦时频基函数与所匹配的稳态谐波在数据窗中点附近具有相位精确逼近的特性。在理论分析的基础上,构建含非稳态扰动成分的信号算例进行算法验证。结果表明所提出的分析方法能够实现稳态谐波参数的准确估计和非稳态扰动成分的精细分离,提高了电能质量信号分析的准确度。

光电跟踪系统的摩擦模型辨识与补偿策略研究

光电跟踪系统在运行中受到摩擦力矩的影响导致在跟踪过程中产生抖动以及爬坡等现象,严重影响跟踪精度。为提升跟踪精度,结合Stribeck摩擦力矩提出一种最小二乘法与粒子群算法(PSO)结合辨识的方法,建立摩擦模型并使用扰动分离自抗扰(DSADRC)算法进行补偿。首先对转台系统进行建模,分析摩擦对系统的扰动;其次根据Stribeck摩擦模型的特点通过恒转速—力矩实验测得数据,使用最小二乘法与粒子群算法对力矩数据进行辨识,建立起Stribeck模型并将模型等效进系统中;最后使用扰动分离自抗扰控制算法对摩擦模型进行补偿。实验结果表明:最小二乘法与粒子群算法相结合辨识得到的摩擦模型与实测数据之间的平均误差为3.4%,扰动分离自抗扰在单边最大速度误差方面相较于PID控制与经典自抗扰控制分别下降了77.72%和58.78%,在摩擦力矩抑制方面与PID控制和经典自抗扰控制相比分别提升了73.59%和60.59%。

状态空间法的非线性负载三相逆变器建模研究

含非线性负载的三相逆变器难以建立精确的数学模型,为此,文中以三相电压型SPWM逆变器为研究对象,提出一种基于状态空间平均法的非线性负载下三相逆变器建模的方法。根据三相逆变器的工作原理建立系统的小信号模型,利用相关坐标变换及状态空间平均法导出其状态方程,对其平均变量进行分离扰动和线性化处理,经过拉普拉斯变换后得到系统的状态空间平均模型。在Matlab/Simulink环境中分别搭建系统在线性负载和非线性负载条件下的方框图模型,对于两相旋转坐标系和三相静止坐标系下的三相逆变系统进行相应的仿真。结果表明,利用状态空间平均法对三相逆变器进行建模的可行性强,且所提方法具有仿真结果精确、误差小、鲁棒性强、仿真时间短等优点。

CCM型Boost变换器建模及低频动态特性分析

开关变换器是一个高阶—离散—非线性—时变系统,带有闭环控制,不可直接应用经典控制理论进行分析和设计,给开关调节系统的动态分析和设计造成很大困难。Boost变换器又称为升压变换器、并联开关电路、三端开关型升压稳压器。本文以Boost变换器为例,先将电路中各变量在一个开关周期内求平均,以消除开关纹波的影响;再将各平均变量表达为对应直流分量与交流小信号分量之和,消去直流分量后即可得到只含小信号分量的表达式,达到分离小信号的目的;最后对只含小信号分量的表达式进行线性化处理,将非线性系统在直流工作点附近近似为线性系统。基于以上分析方法,以解析模型建立交流小信号的等效电路模型为基础,分析变换器的低频动态特性,对Boost变换器电流环设计通过Matlab仿真软件进行仿真验证,为分析开关变换器在化工生产中的应用提供理论支撑。