基于PLC的变量喷雾系统的设计与试验

精准农业是农业生产的发展方向,故根据精准农业中变量喷雾技术的发展需求,对变量喷雾技术进行研究。在此,主要介绍了一种基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的变量喷雾系统,通过试验验证该变量喷雾系统的变量性能。变量喷雾系统主要由PLC、触摸屏(Touch Panel Monitor)、电磁阀、药水泵、压力表及电源模块等组成,使用触摸屏通过RS232通讯给PLC发送变量信号,PLC接收到信号后调节电磁阀的开度,达到变量喷雾的目的。通过在3个不同管路压力、10个不同电磁阀开度的试验,建立管路压力、电磁阀开度和喷头喷雾量的模型参数。试验结果表明:喷雾系统有较好的变量能力,在同一压力、不同开度条件下的最大变量能力为6.77,在不同压力、不同开度工作条件下最大变量能力为9.91。在不同压力下,分析并验证了电磁阀开度与喷雾量之间函数关系,曲线拟合结果表明:利用线性函数、指数函数、多项式函数拟合电磁阀开度和喷雾量,决定系数均大于0.9,最大为0.9998。相对误差分析结果表明:利用指数函数和多项式函数拟合的平均相对误差均在4%以内,可为变量喷雾机的设计与应用提供技术与数据支撑。

圆环型弹性阀片变形模型及厚度对溢流阀开度影响分析

先导溢流阀是阻尼连续可变减振器的关键部件,使减振器具有阻尼连续可调能力,而圆环型弹性阀片是影响先导溢流阀的开度、压力等参数的关键零件。为查明圆环型弹性阀片变形规律与先导溢流阀开度的映射机制,推导了圆环型弹性阀片变形的数学模型,在先导阀开度为0~0.25 mm,阀片厚度为0.1~0.3 mm的情况下进行计算分析,验证了变形模型的准确性,并揭示了先导溢流阀开阀压力、入口压力、溢流阀阀口内外压差和溢流阀开度的变化规律,获取了溢流阀开阀压力、压差、开度与圆环型弹性阀片厚度的关系曲线,为先导溢流阀的高精密设计及减振器阻尼匹配、优化提供理论指导。

基于回流阀防喘振自动控制的天然气压缩机组节能技术研究

目前,压气站天然气压缩机组普遍采用人工操作回流阀用于防喘振控制,存在了回流比较大、能源浪费的现象。针对这一问题,在对现场天然气流量梳理的前提下,基于相似原理和最小二乘法对压缩机性能曲线和性能参数进行了修正,并通过模糊控制原理建立了回流阀模糊控制器,从流量差值和差值变化率两个维度实现了回流阀开度的实时调整。结果表明,第二类相似换算结果得到的参数值与现场实测值相比,具有良好的一致性和吻合性;二次多项式对各参数与流量的拟合效果较好;自动控制实施后,回流阀的开度有所减小,且部分时间阀门关闭,平均阀门开度降低了11%,可减少回流量18.5~162.3 m^(3)/h,预计全年可节约运行成本55.88万元~101.90万元。研究结果可为天然气压缩机组的节能运行提供实际参考。

快开阀用金属波纹管高周寿命设计

通过对煤化工领域用快开阀门的使用工况,分析波纹管疲劳失效形式,针对此类阀门中快速动作的波纹管利用变刚度锥形波纹管设计方法,快速的对原始阀门中的金属波纹管结构方案进行调整,实现大幅增加金属波纹管使用寿命的目的,并通过理论分析和试验验证了变刚度波纹管设计方法对提高快开阀门波纹管使用寿命的有效性。

关键参数对电液可变气门升程规律影响的试验研究

基于自主研制的电液式可变气门系统研究了关键参数对气门升程曲线瞬时变化的影响,通过采用特征点来描述气门升程曲线的特征变化,为参数选取提供理论支撑。研究表明:进油相位对特征相位β_(d)和β_(g)的影响都存在临界值,且特征相位β_(d)和β_(g)随供油压力增大而提前;特征相位β_(d)不受泄油相位的影响,而泄油相位对特征相位β_(g)的影响存在拐点;特征相位β_(d)和β_(g)都随凸轮转速的增加而延迟。

基于BP神经网络的变量喷雾供药系统研究

在变量喷雾供药系统的研究中,由于控制对象及控制算法尚未突破,使得目前的精确供药系统很难满足动态变化的变喷量精确农药流量控制。笔者从变量喷雾供药系统入手,基于流量调节阀的开度及其两端压差决定其通流量大小的原理,对变量施药的供药系统进行了研究,利用Matlab中的BP神经网络工具箱函数对试验结果进行了拟合和测试,结果表明:流量调节阀两端压差恒定时,其通流量的大小与其开口度存在一定的正相关关系;利用BP神经网络拟合了压差恒定时,通流量与调节阀开度的非线性递增关系曲线,经过结果分析,验证了BP神经网络在该控制系统中的可行性。此项试验分析为变量喷雾精确供药的深入研究提供了理论基础。

多缸汽油机全可变液压气门系统的开发与试验研究

提出了一种适用于4缸汽油机的全可变液压气门系统,通过凸轮驱动和液压传动使进气门开启,通过开启控油阀使进气门回落,通过调节控油阀的泄油时刻改变进气门的最大升程和开启持续角。建立了气门运动规律测量试验台架,并对全可变液压气门系统的气门升程进行了试验测量。试验结果表明:该系统可实现最大气门升程在0到最大设计升程之间连续可变,进气门开启持续角在曲轴转角0°~284°之间连续可变。进一步研究表明:全可变液压气门系统按汽油机标定转速5 000r/min高速运行时,在不同气门升程下均未出现气门运动规律的"失真"现象,说明该系统能够满足汽油机高速运行的需求。试验还发现多缸机液压气门机构存在相互干涉问题,通过改进设计控油阀结构,消除了由此导致的气门异常开启现象。

非圆行星齿轮液压马达的结构分析与研究

介绍一种新型的非圆齿轮液压马达的结构和工作原理。建立非圆齿轮节曲线的数学模型,分析其成立条件。对马达配流盘结构进行详细分析,得出配流孔位置和配流孔窗口形状,为以后的设计与制造提供理论依据。并提出该马达的研究方向。

电控气动发动机进气门开启时刻控制基础研究

气动发动机进气门采用电控技术是提高其工作效率的有效措施之一。以获取进气门开启时刻随工况参数的变化规律为目的,针对进气门采用电控气动阀的气动发动机,建立了其工作过程理论模型,搭建了其试验台,并进行了理论模型的验证。以验证过的理论模型作为平台,对电控气动发动机工况参数、进气温度和压力对其主要控制参数——最佳进气门开启角的影响进行了仿真优化分析,获取了在各种不同工况及进气条件下,气动发动机进气门开启角的控制规律。研究结果表明:以气耗率最小为目标,随着气动发动机进气持续角和转速的增大,最佳进气时刻应提前,减小进气压力或增大进气温度,最佳进气时刻应适当延迟,但当进气持续角增大到145°CA时,进气压力对最佳进气时刻影响甚微;以动力性和经济性为目标的气动发动机最佳进气门开启角是不同的,在负荷低于80%时,应以经济性为目标,当负荷增大到80%及以上时,则应以动力性为目标控制进气门开启角。控制基础的研究为气动发动机采用电控技术提供了数据支持。

飞机副翼舵面控制的力纷争问题

为了减缓或消除单反馈回路的余度舵机上的力纷争现象,并同时改善系统响应速度,在对飞机副翼舵面的结构进行分析的基础上,对系统的机械传动部分、板阀、作动筒、管路、转轴等进行建模仿真分析,得到了系统的带宽频率及由于舵机内部的不对称性所导致的系统纷争力大小。进一步研究了系统的输入比、板阀死区大小、板阀开口面积梯度对系统纷争力大小及系统响应速度的影响。仿真结果表明,将控制反馈回路的板阀死区设置得较小,有利于系统纷争力的减小;增大系统输入比可大幅度减小系统纷争力并提高带宽;减小板阀死区或增大开口面积梯度可提高系统带宽但并不影响纷争力的大小。因此合理设置两板阀死区,提高输入比、减小板阀死区或增大板阀开口面积梯度均可改善系统的动静态性能。在以上结构参数无法更改的情况下,提出了设置可变节流孔的方法减小系统纷争力,仿真结果证实了该方法的有效性。

变压力柱塞泵配流盘的压力敏感减振机理

配流盘减振结构是从根源上降低液压系统压力脉动的最有效途径.为使柱塞泵在大范围变化的工作压力点上均具有自适应性,提出一种新型的压力敏感减振结构,采用孔槽组合、在通油孔和排油腔之间串联一个单向节流阀,节流阀开度随着柱塞泵工作压力的提高而增加,以获得所需的预升(降)压特性.优化设计出一种新型的压力敏感减振配流盘,并建立其数学模型.仿真结果表明:该减振结构减振效果明显,对工作压力变化具有良好的自适应性,其压力脉动值相比传统三角槽配流盘可多降低高达27.7%.

机组滑压优化运行试验方法与阀点滑压分析

为了研究机组滑压优化运行方式,提高机组低负荷运行经济性,适应电网调峰的需求,文章对多台机组滑压运行方式的经济性进行试验和探讨,对试验的途径、内容、方法进行了总结分析,提出阀点滑压方法能大大减少节流损失,在经济上具有优越性。为机组节能降耗作出了有益探索。

485Q汽油机可变气门升程系统优化研究

在分析485Q汽油机可变气门升程系统的工作原理、机构的基础上,分别对摇臂、凸轮等部件的结构参数以及低速和高速进排气凸轮的加速度曲线的分析和优化,为提高485Q汽油机燃油的经济性,增强其动力性能,降低CO、HC等废气污染物的排放奠定了坚实基础。

进口压力对正开口配流盘轴向柱塞变量泵斜盘力矩的影响

以某型具有正开口配流盘结构的闭式斜盘轴向柱塞变量泵为例,建立了单柱塞腔可压缩配流模型和斜盘力矩计算公式,得出配流盘吸排油过流断面面积变化曲线和单柱塞腔预升压、预卸压曲线,研究了不同进口压力下斜盘力矩的变化规律.结果发现随着泵进口压力的增大,斜盘绕三个坐标轴上所受力矩平均值均有不同程度的减小,其中变量力矩脉动幅值明显减小,适当增大入口压力有利于减小泵的变量力矩和减弱斜盘的机械振动.

双配流盘径向柱塞泵定子内曲线特性分析

针对双配流盘径向柱塞泵的振动与冲击问题,建立了双配流盘径向柱塞泵7种定子曲线的数学模型.对幅角修正等加速运动规律和匀变加速运动规律的滚子中心运动方程进行了修正,通过Matlab仿真绘制了各自的周期角定子曲线.综合比较了不同定子内曲线下柱塞副的度速度、度加速度、压力角、瞬时扭矩和瞬时流量等特性,分析得出八次内曲线度速度、度加速度曲线变化连续光滑,压力角适中,瞬时扭矩、瞬时流量变化量都最小并且瞬时扭矩的最大值最小.

一种新型发动机可变配气相位与气门升程机构的设计

分析了可变配气相位技术的研究现状,设计了一种新的发动机可变配气相位与气门升程机构,该技术发明通过应用数字控制技术控制配气凸轮,从而可变控制配气相位与气门升程。对这种可变配气相位与气门升程技术进行了优化分析的结果表明:这种新发明能方便实现对进、排气门的配气相位及气门升程的全范围控制,提高了发动机的功率等各项性能。

浮板型稳油控水阀仿真分析及应用

为了掌握浮板型稳油控水阀的控水性能,通过数值仿真计算的方式研究了控水阀在纯水、不同黏度纯油和不同含水率的油水混合液等条件下的稳油控水效果,并通过实际油田高含水井生产动态进行了现场稳油控水效果验证。结果表明,浮板型稳油控水阀具有良好的稳油控水效果。仿真计算分析为稳油控水阀的性能评价提供了有效的分析和评价手段,为今后控水新产品的研发和评价提供了有效手段和有力保障。

梯形导向浮阀塔板在川西北高含硫天然气处理装置中的运用及低负荷运行的探讨

梯形导向浮阀塔板在川西北脱硫装置的成功应用,从塔设备操作、处理能力和塔板压降等方面都明显优于F1型浮阀塔板,提高了装置的平稳性和经济效益。随着中坝雷三气藏进入开采后期,原料气量已经接近装置适应性改造后的处理下限,处理装置操作难度越来越大。本文重点对吸收塔、再生塔塔板的流体力学,以及负荷性能图进行了核算和分析,以便为该厂后续生产控制提供参考。

高炉煤气流速对蝶阀区域粉尘沉降特性影响

高炉煤气含有大量粉尘,易沉积于管道三偏心蝶阀阀座密封面底部而造成阀板卡塞或损坏,影响高炉生产并造成严重经济损失。为获取管道内部高炉煤气流速对蝶阀区域粉尘沉降规律的影响机理,使用Pro/E建立了蝶阀及其区域流场的三维模型,基于ANSYS Workbench软件的FLUENT模块,采用标准k-ε湍流模型和DPM模型,对3种高炉煤气流速条件下的蝶阀区域粉尘运动轨迹进行了模拟分析。结果表明:流速为8m/s工况下,粉尘沉积质量随阀板开度增大而呈现先降后升的趋势,而12m/s和16m/s工况下,粉尘沉积质量随阀板开度增大而降低;阀板开度15°工况下,粉尘沉积率随高炉煤气流速增大而升高,而45°和75°工况下,粉尘沉积率随高炉煤气流速增大而降低。研究结果可为高炉煤气管道蝶阀区域粉尘自动清除装置的研制提供理论参考。

除尘装置工作介质压力对蝶阀区域粉尘沉降特性影响的仿真分析

针对高炉煤气粉尘易沉积于管道三偏心蝶阀阀座密封面底部而造成阀板卡塞与损坏,影响高炉生产并造成严重经济损失,为抑制粉尘沉积,设计了粉尘自动清除装置,并对其除尘效果进行了模拟分析。基于ANSYS Workbench软件的FLUENT模块,采用标准湍流模型和DPM模型,模拟了除尘装置工作介质(N_2)的3种入口压力(0.25,0.30和0.35 MPa)对不同阀板开度(45°和90°)蝶阀区域粉尘沉降轨迹的影响,分析了入口压力对粉尘沉降特性的影响规律。结果表明:除阀板开度45°与入口压力0.25 MPa条件组合外,其余5种条件组合下除尘装置均能达到抑制粉尘沉积的效果。其中,阀板开度为45°、入口压力为0.30 MPa条件下以及阀板开度为90°、入口压力为0.25 MPa条件下的除尘效果较好。