为研究湍流强度对机组动力学特性及气动载荷的影响,以3.3 MW三叶片水平轴风电机组为研究对象,采用仿真及试验相结合的方法,并对来流风速和主导载荷进行功率谱分析。通过开展4种湍流强度0.10、0.12、0.14和0.16的计算仿真,结果表明随着湍流强度的增加,风电机组机舱振动加速度、载荷及等效疲劳载荷都有规律性变化。为验证仿真结果的合理性,对某风场的型式测试机组进行1a多的数据测试采集和分析。测试结果表明,机组运行在0.06、0.08、0.10和0.12这4种不同湍流强度下,其机组在不同风速运行下的机组振动及载荷同样出现有规律性的变化,仿真与实测结果的变化趋势吻合度较高。该研究为风电场风电机组的微观选址提供依据,也对风电机组设计有一定的指导意义。

为改善时变载荷下H型垂直轴风力机叶片的结构性能,通过FSI映射准确、实时地提取气动力并进行多种荷载耦合作用时的多目标结构优化设计。分别应用解析法和有限元法求解构件弯曲变形的应力分量与强度比,比较计算结果验证有限元分析过程的正确性。将坐标旋转变换和缩放横纵坐标系数相结合进行NACA0021翼型尾缘改型,并使翼型中弧线位于风轮圆周上,获得有弯度的尖尾缘翼型NACA0021SC。利用APDL语言建立新翼型叶片的参数化模型,采用FLUENT软件计算其表面实时压力分布,基于FSI映射方法获得气动力。以叶片的质量最小同时层合板强度比最大为设计目标,利用惯性权重余弦自适应和学习因子动态调整改进粒子群算法,进行重力、离心力、气动力共同作用下叶片结构的多目标优化。结果表明:单叶片在各方位角下优化后,质量分别减小13.70%,11.85%,8.09%和9.60%,最大位...

甘蔗收割机在丘陵山地收割过程中,切割刀盘无法随蔗垄高度变化自动调节是甘蔗宿根破损和甘蔗浪费的主要原因。针对此问题,研制了切割刀盘液压马达压力数据采集装置和刀盘切割高度随垄高变化自动调节装置。将切割液压马达压力数据采集装置安装在4GZQ-260型甘蔗收割机上,采集甘蔗机收过程中切割液压马达压力数据,测量表明,当甘蔗种植密度和物理特性、土壤物理性质、甘蔗收割机刀盘转速及前行速度一定时,收割机刀盘入土和不入土切割甘蔗液压压力有较大差异,由此设计了一种基于切割系统液压压力的刀盘切深自动调节装置,并进行模拟试验研究了当甘蔗地垄高度变化时该系统刀盘入土切割深度的自动控制情况。试验表明,在土壤物理性质、甘蔗种植密度和物理特性相同时,当切割刀盘前进速度为0.25 m/s、转速700 r/min时,入土切割与设计深度的最大...

水稻田土壤松软,收割机作业后会出现残留秸秆凸起、地表坑洼等现象,导致秸秆旋埋还田作业易出现重耕、漏耕和自动驾驶路径跟踪精度差等问题。该研究基于滑移估计模型推导了拖拉机路径跟踪的前轮转角控制率,并设计了一种变增益单神经元PID导航控制器。在自主设计的电控比例液压转向系统基础上开发了秸秆旋埋还田导航系统,采用双天线RTK-GNSS获取拖拉机的实时位置和航向角信息,由变增益单神经元PID控制器根据理论转角和航向角偏差变化输出实际执行转角,实现旋埋作业自主路径跟踪。田间试验表明,作业速度为1.15m/s时,变增益单神经元PID控制器的自适应直线跟踪最大横向偏差不超过0.071 m,平均绝对偏差不超过0.031 m。与常规PID控制器相比,变增益单神经元PID控制器的最大横向偏差和平均绝对偏差控制精度分别提高了53.08%和51.72%;与单神经元PID控制器...

液压机械传动装置(hydro-mechanical transmission,HMT)是一种机-液耦合的强非线性系统,在换段过程中存在外界负载扰动和建模误差等因素影响其换段品质。该研究在分析HMT组成及工作原理的基础上,建立了HMT换段过程动力学模型和线性二次型控制模型,提出一种基于扰动前馈补偿的换段离合器控制方法,借助扰动观测器估计HMT换段过程的总扰动,将扰动补偿增益引入控制器的前馈项,实现扰动前馈补偿,并设计了抑制换段过程扰动的控制器。仿真结果表明,与未采用扰动前馈补偿控制相比,扰动前馈补偿控制的扰动值最大降低了48.9%、冲击度降低了27.8%、滑摩功减少了29.6%、换段时间减少了15.3%。最后通过试验验证了所提方法在快速处理换段过程扰动的同时,可较好地提升HMT的换段品质。研究结果可为液压机械传动装置的工程应用提供参考。

针对目前农业机械设备少有从振动机理方面研究行星减速轮系的故障特性，且缺乏对不同故障程度下系统故障特性的研究等问题，该文以拖拉机传动系统中的行星齿轮减速箱为研究对象，建立了行星轮系动力学模型，考虑了其在运行时振动传递路径时变效应对振动信号的影响；推导了行星轮故障下的啮合刚度变化表达式，并引入故障因子，得到了不同故障程度下的啮合刚度；采用变步长的Runge-Kutta方法求解行星轮系动力学模型，分析得到了行星轮分别出现裂纹及断齿故障时系统响应的频谱特性。模型分析结果表明，由于振动传递路径时变效应对响应信号的调制作用，行星轮系频谱中的啮合频率及其倍频附近出现了以行星架转频为调制频率的边频带；当行星轮出现裂纹或断齿故障时，啮合频率及其倍频附近不仅出现了以行星架转频为调制频率的边频...

为研究潜水贯流泵装置过流部件的水力性能，该文采用CFD方法对潜水贯流泵装置进行数值计算，分析了不同过流部件形式对泵装置内水力性能的影响，并对计算结果进行试验验证。结果表明：潜水贯流泵装置灯泡体支撑片的数量会影响导叶与支撑片之间的水流流态，支撑片的数量应与导叶片数一致。潜水贯流泵装置宜采用椭球体的灯泡体尾部形式，能避免回流、脱流等不良流态的产生。采用流线形进线孔，并且将进线孔与支撑片结合在一起，能改善出水灯泡体的流态，提高装置效率。在闸门槽间的进水流道过渡形式宜采用渐缩方管式。优化后泵装置在最优工况点的效率提高2.5%，达到78.0%。在最高效率点，数值计算预测扬程和流量的不确定度均小于1%，试验与数值计算结果吻合较好。该研究可为潜水贯流泵装置在实际工程中推广应用提供参考。

混流泵水力诱导的机组振动是混流泵运行失稳的重要因素之一，为了研究混流泵水力激振诱导的机组振动情况，基于本特利408数据采集系统，测量获得了空载和负载工况下混流泵泵体和泵体基座不同位置处的振动信号，通过希尔伯特-黄变换对原始振动信号进行经验筛分分解，获得了不同模函数分量的频谱分布。研究结果表明，相比空载运行，混流泵负载工况运行时水力诱导的机组振动明显加剧，但在不同方向上，水力激振引起的振动各不相同。X方向上2个工况下的振动频谱分布基本相似，而在Y方向、Z方向和混流泵底座上，负载工况下波形的频带分布变窄，能量分布较为集中，且Z方向的原始振幅要明显大于Y方向，约为Y方向原始振幅的2倍。混流泵负载工况运行时，低频振动占据主要振动能量分布，使得不同模函数分量的主频向低频方向移动，水力...

针对复杂环境下农机设备的齿轮箱系统在故障诊断时存在易受现场噪声干扰和故障识别率低等问题,提出了一种基于改进的烟花算法和概率神经网络的齿轮箱智能故障诊断方法。为提高现有概率神经网络模式分类方法的性能,定义了一项样本相似度衡量指标以提高建模过程中训练样本的质量。将烟花算法与概率神经网络技术有机融合提出了一种改进的烟花算法-概率神经网络模式分类方法,利用烟花算法优化概率神经网络的平滑参数以确定网络参数的最优值,提高模式分类与识别精度。将改进的烟花算法-概率神经网络模式分类方法用于噪声环境下齿轮箱的故障诊断建模,构建故障特征参量与齿轮箱工作状况间的复杂非线性映射关系。应用结果表明,与基于BP神经网络、GABP（genetic algorithm back propagation）神经网络和概率神经网络的故障诊断模型相比,在不同程度...

根据液压系统的故障特点，应用人工智能专家系统原理和面向对象的设计方法，用ＢｏｒｌａｎｄＣ＋＋语言在计算机上开发了农机液压系统故障诊断专家系统－ＡＭＨＳＴＥＳ，它解决了故障诊断专家供不应求的矛盾。该系统采用了“规则＋故障树”的知识表示方法，交互式知识获取形式，正向推理策略和不精确推理的ＣＦ模型，并备有诊断过程解释功能。能大大地提高液压系统故障诊断的效率和准确率，是专家系统用于农机液压系统故障诊断的一