单旋翼无人机植保作业系统的研制与实验研究

为了提高植保无人机的工作效率,降低无人机的操作难度,研制了单旋翼无人机植保作业系统。根据植保作业流程,单旋翼无人机植保作业系统实现启动、预热、起飞、飞行、喷洒作业、加药和返航等全过程无人工干预的自动飞行作业。单旋翼无人机植保控制系统包括作业平台、飞行控制、数据链路、地面站系统、系统应用、飞行器管理、用户信息管理、专业知识管理、大数据业务,实现了喷洒区域的精准控制,地面站系统与飞行系统的控制与交互,植保信息的存贮与分析等。通过实验研究表明:单旋翼无人机植保作业系统有效提高了植保工作效率,降低了飞行操作人员的操作难度。

励磁系统交流侧接地对转子接地保护的影响

励磁系统交流侧接地将引起注入式转子接地保护、乒乓切换式转子接地保护误动作。本文介绍了一起相关案例,并对引起误动的基本原理进行了深入分析和定量计算,总结了励磁系统交流侧接地引起采样数据变化的典型特征,提出了关于缩小转子接地保护定位范围的思考。当转子一点接地保护动作后,应首先根据采样数据的变化,对故障点位于励磁系统交流侧还是直流侧做出初步判断,缩小故障定位范围,为快速查找故障提供决策依据。

直线型倾转多旋翼植保无人机建模与控制

针对直线型倾转多旋翼植保无人机模型耦合复杂、作业时易受施药执行器干扰等问题,提出了一种模型补偿-线性自抗扰控制算法。首先建立无人机运动学和动力学模型,并分析作业时离心喷头产生的力矩作用影响;然后将作业模型中的固定部分作为已知扰动,引入模型补偿-扩张状态观测器估计内外未知总扰动并动态补偿控制系统,完成位姿控制器设计。仿真结果表明,所提出的算法在作业场景下偏航角度误差小于0.2°,恢复时间小于0.55 s,相比于PID算法和线性自抗扰算法最大角度偏差分别降低3.4°和0.9°,恢复时间减少3.1和0.99 s,具有较强的鲁棒性。飞行实验表明,该无人机可以很好地跟踪植保作业轨迹,最大位置稳态误差小于15 cm,满足植保作业需求。

植保无人机雾滴飘移测试试验台设计及飘移性能分析

目前,我国对植保无人机研究主要集中在药液雾滴沉积、喷头结构分布及机具性能优化等方面。而对植保无人机施药技术更加透彻的理论分析还处于初级阶段,对精准施药方面如喷嘴技术参数、飞行作业最佳高度还没有统一参数标准,缺少标准的施药技术和作业规范,在不规范的作业参数下,喷雾质量极易受到影响、导致药液雾滴飘移并对周边作物生长环境造成破坏。针对上述问题,建立了植保无人机雾滴飘移测试试验台,研究植保无人机喷雾流场中不同旋翼转速下风场风速、喷雾压力对雾滴飘移运动的影响,并总结植保无人机喷雾施药作业中旋翼转速和喷雾压力的自身性能参数对雾滴飘移的影响规律。研究结果可为国内植保无人机喷雾施药技术优化发展提供基础理论参考。

多旋翼植保无人飞机施药研究进展及展望

多旋翼植保无人飞机有良好的地形适应性及超低空喷雾能力,是高效植保装备的重要发展方向之一,但飞行作业条件下风场、雾滴、作物耦合机理尚不明晰,成为制约沉积分布品质提高的瓶颈。为剖析植保无人飞机施药作业各要素关联研究不足、沉积机理不够清晰等问题。以雾滴的发生、沉降、沉积及飘移全过程为主线,基于学者们的研究论述了喷嘴雾化药液、风场-雾滴交互作用以及风场-雾滴-冠层耦合作用的研究现状,分别从喷嘴雾化对施药效果的影响、旋翼植保无人飞机悬停和飞行条件下的风场分布规律、飞行施药条件下雾滴在冠层内沉积飘移分布规律几个方面展开分析。基于以上论述,梳理了国内外航空施药技术的应用背景、研究进展、经验模型。指出了当前多旋翼植保无人飞机施药过程中一些亟需解决的问题,针对喷嘴选型(液力式喷嘴、离心式喷嘴等)及工作参数(压力、转速、角度、流量等)、无人机飞行参数(飞行速度、旋翼转速等)、农药特性(密度、黏度、表面张力等)及药液雾滴群的初始参数(粒径分布、初始速度)等各因素之间的匹配对应关系尚不明晰的问题,提出了重点建立多旋翼植保无人飞机施药作业喷嘴选型决策专家系统的建议;针对飞行组合风场(旋翼下洗气流、迎风气流、自然横风),农药药液雾滴(雾化后的物性参数),作物冠层(作物典型生长周期的茎、枝、叶)、田间环境(温、湿度),作业参数(飞行速度、高度)等因素的耦合作用,提出基于施药沉积效果进行科学假设,建立组合风场-药液雾滴-作物冠层的三相耦合模型的建议。最后,对未来多旋翼植保无人飞机施药技术的发展进行了展望。

基于分布式控制的多无人机协作喷洒技术

针对现有的多无人机协同中航迹规划难、造成喷洒重叠遗漏等问题,文中研究了一种优化航迹的多无人机协同精准喷洒关键技术。建立四旋翼植保无人机的动力学模型,进行动态规划算法下的模拟实验。将无人机的作业能耗和非作业能耗、药液容量、路径长度作为约束条件,尽量减少转弯次数来优化航迹。该无人机集群采用分布式结构,利用了基于节点类型的贝叶斯联盟博弈算法,来对无人机联盟结构进行动态调整,达到航迹的优化目的。该方法已成功地应用于多无人机协同精准喷洒作业中,实验验证了该方法对航迹优化的有效性。

可变速抽蓄机组转子绕组新型主保护方案性能分析

丰宁可变速抽蓄机组的投运使得其转子绕组保护方案的配置备受关注。运用多回路分析法,对湘潭电机厂制造的12 kW交流励磁样机所有实际可能发生的转子绕组内部故障进行了仿真,在此基础上对基于定子分支谐波环流的转子绕组新型主保护方案的性能进行了分析,并进一步明确了新型转子绕组主保护方案不能动作故障类型及相应的改进措施,为后续国产化示范项目中可变速抽蓄机组的稳定运行奠定基础。

基于发电机转子接地保护的可靠性分析与建议

上海某燃机电厂的发电机转子接地保护配置了两套注入式保护,分别为工频电压注入式及1~3 Hz低频方波注入式。由于两套转子接地保护之间在原理上相互影响,因此在运行中只投运一套(以1~3 Hz低频方波注入式转子接地保护为主),另一套保护备用。近期该厂#4发电机1~3 Hz低频方波注入式转子接地保护出现过两次保护回路故障报警,均由发电机转子接地碳刷接触不良引起。通过对该保护原理及保护回路逻辑的介绍,找出了转子接地保护回路故障的原因,并对发电机转子接地保护的可靠性进行分析,提出了相应的建议与措施。

抽水蓄能机组动态绝缘降低的分析

抽水蓄能机组转动部分的动态异常状况的排查和消缺一直是机组调试及维护过程中的难点。本文主要记录了某电站调试中遇到的机组转动部分对地绝缘下降的问题。通过屏柜因素的排除,机组机械部分的合理拆分以及动静态结合排查缺陷的方式,将此问题圆满解决。文中主要对分析过程和处理过程进行了较详细的描述。

多旋翼植保无人机玉米病虫害飞防技术研究

植保无人机的应用可以显著提高玉米病虫害的防治成效。在分析植保无人机应用优势的基础上,介绍了无人机的结构组成,论述了飞防作业流程和注意事项,最后明确了植保无人机的维护与保养技术,为无人机的飞防应用提供参考。

基于机器学习的四旋翼植保机目标识别研究

为了提高无人植保机的目标识别能力,提升其在复杂环境下自主化作业的适应性,将机器学习算法引入到了植保机目标自主识别系统的设计上,利用神经网络学习算法和图像增强处理技术提高了识别系统的准确性。模拟植保机的作业环境,在作业区域设置了大量的作物目标,通过植保机对目标物的识别对其性能进行了测试,结果表明:植保机可以准确地识别作物目标,满足自主作业时对目标自主识别的设计需求。

直升机超临界尾传动轴限幅减振器非线性动力学特性研究

直升机超临界尾传动轴在跨临界转速时会产生剧烈的振动。限幅减振器是专门针对尾传动轴跨临界减振问题设计的一种复合式减振器。限幅减振器与尾传动轴组成的系统具有摩擦、碰撞等强非线性特征,动力学特性异常复杂。为揭示限幅减振器工作机理并指导减振器设计,建立了具有双间隙结构的限幅减振器与尾传动轴系统的弹簧‑质量‑阻尼等效模型。分别基于直接时间域积分和时频变换谐波平衡(Harmonic Balance Method with Alternating Frequency‑Time Domain Technique)+数值延拓(Numerical Continuation)两种方法对控制方程进行了求解。计算结果表明,限幅减振器存在无作用、正常减振、异常减振、限位四种工作状态。其中,限位状态是针对故障工况下尾传动轴进行的临时限位保护。此外,进一步研究了减振器参数对减振和限位效果的影响,得到了传动轴与碰摩环之间间隙、碰撞刚度以及临界摩擦力对限幅减振器减振效果的影响规律。发现存在最优临界摩擦力,且最优临界摩擦力与传动轴不平衡量等有关。同时限位状态下,通过增加碰摩环与底座之间的碰撞刚度可以减小限位幅值,但也会产生更大的冲击力。最后,开展了正常减振工况下碰摩间隙和临界摩擦力两个关键参数对限幅环减振效果影响的试验研究,验证了模型的有效性。

基于多旋翼植保无人机的板栗飞防效果研究

为研究不同飞行参数下植保无人机在开心型板栗园的飞防效果,利用大疆T16、T20、T30植保无人机对板栗树进行喷洒试验,基于不同机型、高度、速度组合下的DV 1值、VMD值、NMD值、雾滴谱宽度、雾滴密度、覆盖率、农药沉积量数据,揭示无人机雾滴粒径分布规律,并选择出最佳飞行组合。在栽培模式相同的情况下,以板栗“抚宁15号”为试验材料,首先对板栗园内树木进行调研选定,在经过喷幅预试验之后开始对选定树木进行喷洒试验,然后通过六六山下雾滴测试软件进行数据整理,运用DPS处理系统和SPSS软件对数据进行对比分析,对不同飞行参数下的植保无人机进行评分排序,最后根据评价系统选择出最佳飞行组合。分析结果表明:不同飞行参数下,T30植保无人机各指标数据要优于T16、T20。当无人机飞行高度固定,DV 1值、雾滴谱宽度与飞行速度呈现正相关,而VMD值和NMD值则会根据机型不同呈现不同的变化趋势。当T16无人机进行试验时,高度参数不变,随着飞行速度增加雾滴密度呈现下降趋势,当T20无人机进行试验时,速度参数不变,随着飞行高度增加雾滴密度呈现上升趋势。T16无人机飞行高度参数不变,农药沉积量与飞行速度呈现负相关,T20无人机飞行速度参数不变,农药沉积量与飞行高度呈现负相关。采用飞行高度2 m、飞行速度1 m/s、喷幅7 m的大疆T30植保无人机对板栗具有最佳的飞防效果。

舰载直升机旋翼迎风面防护技术研究进展

舰载直升机是舰载飞机的重要组成部分,但受到舰基恶劣腐蚀环境和旋翼振动载荷的双重作用,直升机旋翼迎风面的损伤成为制约飞行任务顺利进行的重要影响因素。针对该技术难题,概述了某型直升机旋翼迎风面出现的腐蚀现象,从装备维护角度出发,系统归纳了腐蚀发生的原因,并分析了国内外针对此类问题采用的不同腐蚀防护措施及优缺点。在此基础上,提出了对于直升机旋翼迎风面的防腐工作目前面临的挑战及未来研究方向。

浅析发电机转子绕组接地原因及危害

上海某电厂配有四台联合循环机组,每台机组装机容量为400 MW,发电机为上海发电机厂制造,采用德国西门子同步交流发电机技术,冷却方式为水氢氢。发电机出口设有开关和闸刀,正常并、解列操作通过出口开关进行。励磁系统为自并励静止可控硅整流励磁系统,主要由励磁电源变压器、三相全控桥式整流器、灭磁开关等组成。以该电厂2020年7月至9月间#1、#2机组启动时多次出现发电机转子绕组接地报警为例,分析了接地原因、危害及最终的解决方案。

基于差分傅里叶算法和滤波技术的过电压保护装置检测法

为解决火电厂发电机过电压侵害威胁发电机定子及变压器安全的问题,提出一种基于差分傅里叶算法和滤波技术的发电机转子过电压保护装置检测方法。首先,在现场采集发电机过电压保护测试仪的电压结构参数。其次,应用脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)技术和大功率绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件及其驱动技术,解决了传统过电压保护测试仪输出电压和直流输出不够稳定的问题。在此基础上,引入差分傅里叶算法和滤波技术,实现信号的完全输出以及控制的分析、处理、保护等功能,解决了传统过电压保护测试仪信号输出不全以及无法滤波的问题。最后,选取不同电厂机组励磁系统进行过电压保护试验。试验结果表明,所提方法能有效地完成转子过电压保护校验工作,其电压输出值远小于转子绕组出厂工频试验电压幅值的70%,机组励磁系统转子过电压保护逻辑动作正确,动作电压值符合要求,验证了所设计测试方法的有效性和准确性。

励磁系统过压保护元件烧损故障分析及改进

针对某电厂发电机运行过程中发生的励磁系统灭磁元器件部分烧损事件,介绍了事件检查过程和处理情况,分析了事件原因并提出了相应的安全防范措施,为电厂防止类似事故发生提供了参考。

电动多旋翼植保无人机在现代农业生产中的作用及发展趋势

随着科学技术的发展,农业航空作业在现代农业生产中得到了飞速发展。电动多旋翼植保无人机具有科技含量高、作业效果好、绿色环保、可再生的特点,因此更符合现代农业发展的需求。电动多旋翼植保无人机的应用不仅能降低农作物表面的农药残留量、提高作业效率、提高农民收入、降低劳动强度和有效提升农作物的产量和质量,还有利于保障我国粮食安全和生态安全,并且在促进农村生态振兴、乡村人才振兴和农业技术创新中发挥重要的作用,符合我国现代农业发展的要求。因此,电动多旋翼植保无人机技术在现代农业生产中的应用将会越来越广泛。

特高压换流站调相机转子接地保护跳闸分析与改进

针对一起特高压换流站调相机系统运行过程中转子绕组回路发生异常接地导致保护出口跳闸的案例,阐述了乒乓式和方波注入式转子接地保护的原理,分析并定位了故障点,并提出了针对性的改进措施。

消防风机配电线路热脱扣设置原则

通过对消防风机的工况分析,从过负荷保护的意义出发,找到既满足规范要求,又符合配电线路保护的一种最优热脱扣设置方式,以保证配电系统安全、可靠运行。