江苏省科技支撑计划项目(BE2012383)
- 作品数：7 被引量：28H指数：3
- 相关作者：张华郑加强徐幼林更多>>
- 相关机构：南京林业大学安徽科技学院更多>>
- 发文基金：江苏省科技支撑计划项目江苏省普通高校研究生科研创新计划项目江苏高校优势学科建设工程资助项目更多>>
- 相关领域：农业科学机械工程理学金属学及工艺更多>>
- 一种自抗扰最优控制器设计方法研究被引量：8
- 2018年
- 为解决自抗扰控制器参数整定的难题,基于MATLAB免费遗传算法工具箱,对二阶系统自抗扰控制器的5个关键待整定参数进行了整定算法研究;综合考虑控制误差、动态特性和控制能量约束,建立了优化求解的目标函数,并在SIMULINK仿真模型中以离散化形式表达了目标函数并进行了仿真求解:最后对比了基于人工试凑法和遗传算法的自抗扰控制器的控制效果,结果表明,基于遗传算法的自抗扰控制器控制精度更高,超调量更小,控制能量更低,对扰动的预测性能更好。该方法易于实现,可进一步拓宽自抗扰控制的应用范围。
- 张华郑加强
- 关键词：自抗扰控制器参数整定遗传算法目标函数系统仿真
- 柔性智能化喷雾机底盘概念设计方案的确定被引量：3
- 2014年
- 【目的】基于复杂农林环境对喷雾机底盘的柔性化和智能化需求,提出了底盘概念设计方案生成和评价方法,为喷雾机底盘概念设计提供方法和理论指导。【方法】在对喷雾机底盘进行功能需求分析的基础上,以功能树形式对底盘进行了功能分解,采用机构综合法对喷雾机底盘分功能原理解进行了创新和综合,并构建底盘形态学矩阵;在集合专家经验的基础上剔除明显不合理的方案解;采用基于模糊数互补判断矩阵的群决策方法进行方案的评价,构建目标规划的数学模型并进行求解,最终确定最佳的设计方案。【结果】获得了喷雾机底盘分功能的多个原理解,其中主要检测功能原理解方案数为25个,主要执行功能原理解方案数为19 683个,经过筛选和综合评定,获得喷雾机底盘整体可行的概念设计方案有3种,经过专家评判,构造模糊区间数互补判断矩阵,通过求解得其排序权重分别为0.27,0.46,0.27,最终确定方案2为最佳方案,即以柴油机作为原动机为液压泵提供动力,驱动车轮马达完成四轮驱动及两轮转向功能;驱动液压缸完成底盘轮距、地隙调整和喷雾系统升降功能;驱动液压马达经圆柱齿轮和圆锥齿轮机构完成底盘工作台旋转功能;借助GPS和电子罗盘完成检测功能。【结论】借助功能原理分析和机构综合法可快速有效生成喷雾机底盘概念设计方案,基于模糊互补判断矩阵的群决策方法可有效消除个人主观偏好对概念设计方案评价结果的影响,这些方法可为喷雾机底盘乃至其他机械产品的概念设计提供理论指导。
- 张华郑加强
- 关键词：概念设计群决策
- 农药喷雾机底盘阀控马达系统的稳定性分析
- 2015年
- 为了满足复杂农林环境下植保作业需求,提出了一种纯液压驱动力的植保农药喷雾机柔性底盘系统;针对底盘四轮驱动所采用的阀控马达非线性控制系统,建立状态方程,采用李亚普诺夫理论进行了系统稳定性分析,采用蒙特卡洛模拟法进行了系统可靠性预测及优化。结果表明:该液压控制系统是稳定的,其可靠性较高,优化后的系统可靠度均值为0.89,平均无故障工作时间预测值为8 526 h,远高于底盘1 a内实际工作时间2 160 h;采用AMESim软件对该液压控制系统进行了建模和仿真,并与样机实验结果进行了对比,当PID控制器参数KP=0.5、KI=4、KD=0时,系统稳定性较高,响应迅速,2.5 s后达到稳定状态。车轮加速度响应曲线有小幅波动,振荡次数在2次以内;负载干扰力矩从1 Nm增大到20 Nm时,马达转速输出曲线几乎重合。研究结果表明阀控液压马达动力系统鲁棒性好,其稳定性和可靠性可满足底盘需求。
- 张华郑加强
- 关键词：非线性系统可靠性
- 农林机械柔性化智能化底盘的发展研究被引量：4
- 2013年
- 分析了农林机械智能柔性化底盘研究的意义,概述了农林机械底盘柔性化、智能化的国内外研究概况,指出了未来的研究方向,并提出了自己的几点建议。
- 张华郑加强
- 关键词：底盘机械结构控制系统
- 超精加工表面形貌任意频率的提取及重构被引量：1
- 2018年
- 采用功率谱密度(PSD)和连续小波方法(CWT)相结合的方法分析磷酸二氢钾(KDP)晶体超精加工表面形貌中的频率特征。采用PSD提取取样长度和周期范围内表面形貌上的所有频率特征,针对PSD得到的三个显著实际频率特征进行频率的提取,同时获得CWT的尺度因子a;用Mexican Hat小波函数实现连续小波变换还原实际频率形貌。结果表明:在采样域内,实际频率为0.0138μm^(-1)的表面形貌与原始表面极为接近,是KDP晶体超精加工表面形貌及影响表面粗造度的主要频率特征。
- 况良杰庞启龙徐幼林
- 关键词：表面形貌超精加工PSD
- 柔性喷雾机底盘电液作动器的模糊PID控制
- 2017年
- 【目的】为了满足复杂农林环境下植保喷雾作业需求,需要解决喷雾机底盘电液作动器采用传统PID(propor-tional integral differential)控制器控制参数难以自适应调整,以及模糊PID混合控制器难以制定切换策略的难题。【方法】建立了电液作动器系统的几何模型、数学模型和物理模型,采用有限单元法对其进行了结构静力学分析和优化设计;采用正开口三位四通电磁比例换向阀作为控制元件,设计了模糊PID控制器,并采用MATLAB/SIMULINK进行了控制器建模和仿真,比较了3种控制器的控制效果。【结果】将底盘两横轴直径分别增大10 mm,电液作动器液压缸和活塞杆直径分别增大5 mm,横轴和电液作动器的最大变形量分别减小到4.6 mm和1.1 mm,可满足底盘支撑强度要求;采用模糊PID控制器控制电液作动器比其他两种控制器有更好的综合特性,其上升时间、调整时间、绝对累积误差和绝对时间累积误差在电液作动器上升运动和下降运动中的取值分别为0.099、0251、0013、0005 s和0088、0267、0009、0013 s,模糊PID控制器的多项控制指标值均有较明显降低。【结论】模糊PID控制器用于喷雾机底盘电液作动器的位置跟踪控制有更高的控制精度和更快的响应速度。
- 张华郑加强
- 关键词：模糊PID
- 4WD型农药喷雾机液压四驱底盘直行同步控制方法比较及验证被引量：14
- 2016年
- 为了满足复杂农林环境下植保喷雾作业需求,提出了一种全液压驱动的柔性智能化喷雾机底盘,同时为了满足底盘直线行驶需求,提高4个车轮马达转速同步控制系统的精度、可靠性和经济性,提出了2种同步控制方案,分别是电磁比例换向阀单级直控式和同步阀＋电磁比例换向阀双级同步控制式。制定了同步控制策略,并分别运用SIMULINK和AMESim对同步控制系统的动态特性进行了仿真。分析了阶跃输入下,同步控制系统在启动、偏载转矩干扰、意外掉电及上电恢复阶段的系统响应,并比较了2种控制方案的马达最大转速同步误差。仿真及试验结果表明：采用双级同步控制方案比单级直控方案在马达工作的各个研究阶段,其最大转速同步误差均降低约50%,同步精度可控制在1.0%-2.0%之间,能满足底盘直线行驶需求。该研究可为四轮独立驱动底盘的直行控制提供理论指导,并可为农业工程领域所需的高精度、高可靠性和经济性的液压同步控制系统设计提供参考。
- 张华郑加强
- 关键词：农业机械转速控制同步阀
