基于PID调控的割台仿形高度控制系统的设计

为降低谷物联合收获机收获作业时因割台高度不当造成的粮食损失,减少割茬高度过高对后续播种环节的影响,利用传感器监测地面起伏变化,设计了一种基于PID调控的割台高度自适应控制系统;设计了基于角度传感器的地面仿形监测机构与割台高度反馈机构,标定并拟合出割台高度与传感器电压信号的线性关系;加装集成式电磁比例阀替换原有割台控制电控换向阀,并进行PWM控制试验。同时,分析了整套自适应控制系统的结构与电液控制原理,并进行了多组田间对照试验,结果表明:设计的基于地面仿形的割台高度自适应控制系统具有稳定的响应速度和理想的控制效果,在平原地区作业时相较于传统人工控制割台的方式有明显的优势,能适应平原地形环境下5~11km/h收获作业速度的要求。研究结果为后续无人驾驶谷物联合收获机的研发设计提供了割台装置控制策略的理论依据。

悬臂式掘进机智能截割控制系统

针对现有悬臂式掘进机截割控制精度差、响应速度慢、故障率高的问题,设计了一种具有高度适应性的悬臂式掘进机智能截割控制系统。介绍了悬臂式掘进机的架构,分析了智能截割控制系统中的监测子系统和定位子系统,并给出了智能截割控制流程。对设计的悬臂式掘进机智能截割控制系统进行试验和应用,确认能够提高悬臂式掘进机的自动截割精度和运行稳定性,响应时间短于0.2 s,截割控制精度高于0.1 m,运行故障率低于1.2%。

玉米收获机的控制系统优化设计

针对4YZL-9型玉米收获机,设计了一款控制系统,并以PLC控制器为核心,分别设计了驱动行走子系统、割台液压子系统及脱粒清选液压子系统。主要的控制过程为:利用湿度传感器采集玉米籽粒含水量,利用压力传感器采集检测玉米喂入量,利用霍尔传感器检测收获机各种速度信息,利用位移传感器检测玉米的距离,并将这些数据发送给PLC控制器,经过计算,输出驱动命令,通过电磁换向阀和电磁比例阀调节控制收获机的割台高度、行走速度、脱粒滚动转速、风机转速及清选筛箱转速等,使得玉米收获机高效的完成行走、收割、脱粒、清选等一系列的收获作业。试验结果表明:加装了控制系统的4YZL-9型玉米收获机正确采摘率为96.7%,玉米粒损失率≤2.4%,籽粒破损率≤3.6%,收获机故障率≤5%,含杂率≤2.8%,能够准确高效地完成玉米的收获作业。

电厂锅炉超厚壁集箱材料选择与焊接工艺优化

超厚壁集箱是电厂锅炉不可或缺的核心组件,起着热量传递与高压承受等重要作用,其材料品质和焊接技艺的优劣直接关系到锅炉的安全运行与使用持久度。鉴于传统焊接方式所存在的问题,本文提出了一种模糊控制算法,旨在优化焊接工艺参数。通过实验验证与对比分析评估了这一方法的有效性。相较于传统方法,模糊控制算法在预测精确度与稳定性方面展现出了明显的优越性。采用该算法优化后的焊接技术,显著增强了集箱材料的力学性能,如抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性及硬度等,同时材料的耐腐蚀性也得到了大幅度提升,为电厂锅炉超厚壁集箱的焊接工艺优化提供了新的视角和实用方法。

穗茎兼收鲜食玉米收获机割台自适应仿形系统研制

为解决穗茎兼收鲜食玉米收获机割台仿形存在的问题,基于超声测距原理,研制了一种穗茎兼收鲜食玉米收获机的割台自适应仿形系统。该系统中,超声波测距传感器安装在割台分禾器前端,用于实时检测割台分禾器与地面高度差,将高度差信号传输至玉米收获机的中心控制终端,由控制终端发出相应调整指令,控制割台调整液压系统进行割台高度调整,实现玉米收获机在作业过程中的割台自适应仿形。以1台4行190kW穗茎兼收鲜食玉米收获机为样机,搭载所研制的割台自适应仿形系统,开展仿形系统验证试验,玉米收获机作业行走平均速度4km/h,割台转速400r/min,安装2个超声波测距传感器,割茬高度控制在90~110mm范围内,在累计作业8h的验证试验中,割台调整平稳,割台无触地现象,试验结果验证了割台自适应仿形系统的有效性。

甘蔗收获机割台随动控制系统设计与试验

针对国内现有甘蔗收获机无法对割台高度实施自动控制的问题,设计了一种割台随动控制系统。系统由自重摆动式仿形机构、STM32控制器、位移传感器、上位机模组、按键模块、电磁阀及驱动模组组成。自重摆动式仿形机构与地面直接接触并保持贴附,实时检测收获作业时的地面起伏变化,同时可以依靠仿形机构外廓曲面减小收获机倒退时地面对自身关键部件的冲击。建立割台高度控制参数模型,运用PID控制算法,有效地实现收获机割台高度的精确控制,进一步提升了甘蔗收获机自动化水平和工作性能。田间试验结果表明,收获机在安装割台随动控制系统后,割台随地形起伏变化而变化,使破头率降低,平均破头率为21%,通过与人工控制收获试验对比,平均破头率下降18.5个百分点。

燃气-蒸汽联合循环发电机组蒸汽旁路压力控制的研究

蒸汽旁路压力控制策略研究的目的是在机组启动、停止、锅炉并退汽过程中及机组甩负荷或跳闸时实现蒸汽旁路系统全自动控制和蒸汽压力保护。依托于国外某燃气-蒸汽联合循环发电厂两台机组的蒸汽旁路系统的调试和优化,对机组启、停及运行过程中蒸汽旁路的几种压力控制方式及控制问题分析进行描述。旨在为同类型或相似类型发电机组的旁路控制系统组态或系统优化提供帮助,并为带中间再热、蒸汽母管制的汽轮机发电机组的旁路控制策略设计提供参考。

大豆收获机割台高度自动控制系统设计与试验

针对现有大豆收获机割台高度自动控制系统成本较高、可靠性较差的问题,研制一种基于恶劣环境运动控制器的割台高度自动控制系统。该系统由割台、仿形机构、ECU控制单元、液压系统和HMI触摸屏等组成。在阐述控制系统工作原理的基础上,设计仿形机构及硬件电路。为提高系统可靠性,选用SPC-SFMC-X2214运动控制器为ECU,基于CODESYS软件编写自动控制程序,基于工业触摸屏开发人机交互界面。田间对比试验结果表明,开启割台高度自动控制系统作业时,割茬平均高度与设定的割茬高度偏差4 mm,割茬高度变异系数为0.1,相比人工对照组降低28.6%,割台高度控制精度为93%,相比人工对照组提高32.9%,该系统提高大豆割茬高度的整体稳定性,控制精度高,工作稳定性较好,能够满足大豆低割收获要求。

基于改进PSO-PID的悬臂式掘进机液压系统控制优化

考虑到悬臂式掘进机液压系统非线性情况,同时负载会发生突变,无法准确预测,根据传统粒子群优化(PSO)算法,综合运用混沌初搜索及最优点细搜索,使算法实现全局与局部优化性能的平衡,再对掘进机液压控制系统进行比例、积分和微分(PID)参数优化。采用混沌优化算法初搜索及灰狼算法佳点集细搜索,改良PSO算法。结果表明:改进后的PSO算法更高效,不会发生超调的情况,显著改善了优化性能,即使受外部扰动因素的影响,也能满足目标值的精确跟踪要求。本算法可优化液压缸控制系统稳态和动态特性,增强稳定性和自适应性,大幅提升煤矿开采履带设备的运行效率。

矿井掘进工作面智能除尘系统研究

针对15201运输巷掘进迎头粉尘浓度过高的问题,提出使用智能除尘系统降低掘进迎头粉尘浓度,并对智能除尘系统结构以及控制方式进行详细阐述。经现场应用后,掘进迎头综合降尘率达到96%以上,粉尘浓度均值控制在13.8 mg/m^(3)以下,取得较好的应用成果。该研究成果可为类似情况下其他矿井掘进巷道粉尘治理提供经验借鉴。

锚杆机自动控制系统设计

本文根据锚杆机自动控制的工艺要求,详细设计了锚杆机自动控制系统。该系统通过油缸行程传感器、编码器、接近开关等传感器装置,实时获取锚杆机的位置姿态信息,实现了锚杆机一键展开、一键收回、一键升降等功能,解决了传统锚杆机手动控制繁琐的问题,满足了设计要求,有助于提高锚杆机工作效率,提升控制系统的自动化水平。

综放面采煤机喷雾装置优化设计及应用研究

基于某矿综放面采煤机截割煤壁过程中存在煤尘量大、在综放工作面扩散速率较快的问题,对采煤机现有喷雾装置进行优化改进设计,包括在采煤机风口处设计L形喷雾、机身喷雾、破碎机喷雾以及摇臂喷雾装置等,实现对综放工作面从源头上进行高效抑制除尘效果。通过实际应用发现,优化改进后的综放面除尘效率可达68%,工作环境得到大幅改善。

基于超声波传感器的割台高度控制系统设计

传统联合收割机割台利用机械仿形机构或人工方法来调整工作高度,其实时性和准确性较差,且不能进行割台高度数据的获取和分析。为了适应联合收割机智能化的发展要求,设计了基于超声波传感器的割台高度控制系统。该系统以AT89C52单片机为控制中心,通过液晶显示模块LCM1602动态显示割台高度。采用此系统可在工作过程中全程监控联合收割机的割台变化情况,并能简化联合收割机的机构,提高其自动化程度。

掘进机智能控制系统的研究与探讨

分析了掘进机自动化、智能化的发展趋势,介绍了掘进机智能控制技术应考虑的问题。根据智能控制系统的工作要求,选择了适宜的运动控制卡、高灵敏度和高反应速度的位置传感器、数据采集卡。软件的设计完成了各模块的功能划分。控制系统用VB6.0开发,Window标准界面样式,完成了自动采集、分析、校准等功能。

玉米收获机割台高度自动调控系统设计与试验

针对目前国内玉米收获机割台操控仍依靠机械调控、调整不便等问题,设计了一种割台高度自动调控系统。该系统包括浮动压紧式仿形机构、STM32控制单元、显示模块、按键模块、电磁阀驱动模块等。浮动压紧式仿形机构由角度传感器、仿形板、扭簧、固定轴等组成,利用ADAMS软件得到了仿形板垂直高度变化情况并设计了扭簧,能够较好贴附地面行走。建立了割台高度自动调控参数模型,采用PID控制算法实现割台高度的自动调控。控制系统通过仿形机构检测割台的离地高度,经STM32控制单元处理后,通过割台油缸自动调整割台的离地高度。测试结果表明,割台在按键模式下调控时平均响应速度为0.42 m/s,在自动调控模式下割台实际高度与设定高度的误差在20 mm以内,均满足玉米收获机割台调控的需要。研究结果可为玉米收获机智能化设计提供参考。

锅炉集箱管座焊接机器人控制系统设计

提出一种为实现锅炉集箱管座全自动焊接而设计的六自由度机器人控制系统．系统采用了多层多道圆弧轨迹规划及焊接过程的一元化控制等方法，简化了示教过程，具有自动化程度高，工人操作方便等优点．文中讨论了该系统的构成、运动学方程、多层多道圆弧轨迹规划算法和焊接过程的控制等问题．

淬火机计算机过程控制系统技术研究

对中厚板无约束淬火机的计算机过程控制系统的构成及实施方法进行了介绍,通过人工智能技术对控冷模型进行优化,建成了常化炉后的淬火控冷系统,实现了西气东输管线钢材国产化改造的目标,淬火机控制系统经过实际运行,不但提高了产品的性能指标,而且由于使用了智能化控制手段,增加了产量,减轻了工人的劳动强度。

USB3.0头包信息中CRC-16的Verilog实现

文章基于CRC检错原理,根据USB3.0协议规定的要求,通过Verilog实现了一种并行的CRC-16的计算方法,设计模块在Quartus中编译和仿真,给出了电路实现结构图、模块的接口信号、信号的物理意义以及部分程序和仿真波形图,并将实验结果与USB3.0规范中给出的数据帧样本进行了比较。结果证明这种方法能完成USB3.0头包信息中CRC-16的计算,满足数据传输准确性和时序要求,并能用于USB3.0控制器包的产生模块和包的检测模块。

用Mathematica辅助设计循环冗余码校验电路

从研究循环冗余码校验的基本数学关系入手,探索设计了无标准算法的循环冗余码校验电路的方法。其中利用符号运算软件Mathematica辅助进行多项式除法计算。该方法可通用于诸如头校验等电路的设计中。

基于模糊信息融合的掘进机截齿磨损监测系统

为了实现对掘进机在截割过程中截齿磨损的实时在线监测,以可编程序控制器PLC(Programmable Logic Controller)为数据采集与处理核心,分别对掘进机在掘进过程中的电流信号、振动信号和声发射信号进行实时检测,采用模糊信息融合方法实现对各特征信号的模糊化、模糊规则查询以及解模糊处理,得到决策后截齿磨损精确量值。试验结果表明,基于模糊信息融合的截齿磨损监测系统测得的截齿磨损量与实测数据基本吻合,误差范围在8%以内,精确度和可信度较高。