无线通信技术在拖拉机牵引性能测试中的应用

针对拖拉机牵引性能测试系统中,被试车与负荷车之间有线连接繁杂、工作可靠性低及机动性差的问题,采用无线通信技术开发了两车多机通信功能,增强了试验车辆机动性。对自制的数据采集器进行了模拟量通道检测,牵引力通道信号最大误差为3mV,系统线性度为0.06%。静态试验结果表明:在良好通信条件下,系统能够进行准确稳定的数据传输,最大有效传输距离为520m。动态试验结果表明:在两车相距15m范围内,性能测试系统能够实时进行数据采集、交换及管理。被试拖拉机在无线通信与有线通信测试条件下,试验性能参数最大相对误差为0.98%,此误差在传感器精度范围内。静动态对比试验结果表明:牵引性能测试系统的振动对无线通信系统的稳定性有一定影响,动态试验数据接收率为97.36%,能够满足系统稳定性要求。     

无线通信技术在拖拉机牵引性能测试中的应用

针对拖拉机牵引性能测试系统中,被试车与负荷车之间有线连接繁杂、工作可靠性低及机动性差的问题,采用无线通信技术开发了两车多机通信功能,增强了试验车辆机动性。对自制的数据采集器进行了模拟量通道检测,牵引力通道信号最大误差为3mV,系统线性度为0.06%。静态试验结果表明:在良好通信条件下,系统能够进行准确稳定的数据传输,最大有效传输距离为520m。动态试验结果表明:在两车相距15m范围内,性能测试系统能够实时进行数据采集、交换及管理。被试拖拉机在无线通信与有线通信测试条件下,试验性能参数最大相对误差为0.98%,此误差在传感器精度范围内。静动态对比试验结果表明:牵引性能测试系统的振动对无线通信系统的稳定性有一定影响,动态试验数据接收率为97.36%,能够满足系统稳定性要求。     

负荷车电涡流缓速器加载控制系统研究

为能更真实反映被试拖拉机牵引特性,对负荷车加载系统进行了改进,建立了负荷车加载系统传递函数模型。以牵引力载荷谱随机信号为输入,采用BP神经网络算法对加载系统进行动态加载控制,以输出不同类型的作业载荷。对系统响应特性进行了动态分析,在此基础上进行了道路试验验证,证明加载系统的有效性。在该控制模式下系统仿真载荷输出延迟0.12s,最大超调量为3.1%;路试载荷输出延迟0.22s,最大超调量为4.2%。试验结果表明,BP神经网络PID控制的系统输出载荷对输入载荷具有更好的跟随效果,比传统PID控制响应性好,开发的负荷车加载系统输出载荷能够较好再现拖拉机实际牵引载荷。     

AMT综合性能实验台数据采集与通信系统设计

以电控机械式自动变速器(Automatic Manual Transmission,AMT)综合性能实验台数据采集与通信系统为研究对象,根据AMT综合性能实验台的测控要求,提出了AMT综合性能实验台数据采集与通信系统的总体方案,构建了数据采集与通信系统的通信网络,完成了数据采集器的硬件与软件设计并进行了测试试验。试验表明所设计的数据采集与通信系统满足AMT综合性能实验台测控系统数据采集与数据通信的要求,为开展AMT的综合性能试验研究奠定了基础。     

跨声速风洞翼型动态失速试验系统研制

为满足旋翼设计的需要,研制了增压连续式跨声速风洞二元试验段翼型动态失速试验系统。开发了相应的测控系统,设计并安装了机械驱动机构,建立了数据采集及其后处理系统。动态试验测控系统的测量部分与控制部分相互独立,且与风洞主控系统、安全联锁系统等互不影响,可单独工作,安全性高,抗干扰性能好。机械系统设计合理,运动轨迹精确,该机构以平均迎角0°、振幅10°、振荡频率2 Hz运行时,最大迎角误差为±0. 809°,平均迎角误差为0. 255°,振幅均方根误差为0. 325°,满足翼型动态失速实验的要求。数据采集采用多路并行A/D,其同步性能好,避免相差。在风洞试验系统联调中使用了NACA0012翼型模型,通过在翼型表面安装动态压力传感器,测量Ma=0. 3,平均迎角为10°,振幅为5°,减缩频率分别为0. 05、0. 03和0. 01下,翼型表面脉动压力。其结果表明,实验系统在大动压、不同频率下,运行稳定,数据合理可靠,实现了设计要求。     

基于AVL Cruise的阿波斯拖拉机动力学仿真

为了寻找农用机械整车动力学特征分析的高效、可靠手段,消除整机性能试验研究的诸多弊端,采用了当前在道路车辆动力学分析中常用的仿真技术手段,即通过使用AVL公司旗下的一款整车性能分析软件Cruise搭建阿波斯拖拉机的整车模型,对拖拉机的动力性能和经济性能进行了仿真计算;并进行了试验验证。在道路行驶条件下,对拖拉机的动力性能(最高车速、最大加速度、滑行距离)进行了计算分析;在农田工作条件下,对拖拉机特定工况下的燃油经济性进行了仿真计算。将各种条件下的仿真计算结果与实车试验进行了对比验证。得出以下结论:道路行驶条件下,采用H5档,试验测试得到的最高车速为40 km/h,对应的仿真计算结果为40.54 km/h,相对误差为1.35%。采用H5档位,0~40 km/h加速时间的仿真结果为5.7 s,对应的实测时间为5.5 s,相对误差为3.6%;H5档的最大加速度的计算值为2.26 m/s~2,道路试验所测得的H5档最大加速度为2.22 m/s~2。道路滑行以20 km/h的初速度滑行距离,仿真计算的结果为54 m,对应的实测距离为53 m。农田工作条件下,耕地深度22.5 cm时,0~6 km/h加速试验的实际测量距离和时间为8.2 m和6.7 s,对应的仿真计算结果为8 m和6.5 s。以L2档位,8 km/h工作时测得的实际油耗为17.2 L/h,对应的仿真计算油耗为17 L/h。通过试验的验证,搭建的阿波斯拖拉机的仿真计算模型是合理的,计算精度符合要求,能够作为拖拉机整机开发的重要辅助手段。     

航天器6维微振动力测试系统的设计与试验

为了测试不同状态下航天器各活动部件在低频及超低频区的6维微振动表现,设计了一种以压电传感器为核心的6维微振动力测试系统.通过标定及对软件的设计实现了传感器信号在空间上的实时采集、分析及处理等功能,并最终得到空间6维力.介绍了该测试系统的工作原理和动态标定方法,对该测试台进行了仿真及测试试验.结果表明,固有频率的仿真与试验结果前5阶的相对误差在5%以内,1阶频率大于400 Hz;力及力矩分辨率分别可达到0.1 N及0.01 N·m(SNR大于10);在频域上0~400 Hz范围内,该测试系统各通道的相对误差在7%以内.     

一种 TIADC 系统误差自适应联合补偿算法

针对时间交替并行采样系统(time-interleaved analog-to-digital converter,TIADC)通道间存在直流偏置误差、增益误差和时钟失配误差的问题,提出一种基于自适应的误差联合补偿算法.该算法设计了新的系统时序和基于子通道的误差补偿模型,采用多输入的自适应结构,实现对3种误差的联合补偿.理论分析和仿真结果表明,新算法结构简单,运算量小,具有良好的抗噪声性能,同时算法对带通信号有良好的适用性.当ADC量化位数为16时,系统的信纳比能够提升约37 dB,无杂散动态范围能够提升约50 dB.     

基于AVL Cruise的阿波斯拖拉机动力学仿真研究

为了寻找农用机械整车动力学特征分析的高效、可靠手段,消除整机性能试验研究的诸多弊端,本文采用了当前在道路车辆动力学分析中常用的仿真技术手段,即通过使用AVL公司旗下的一款整车性能分析软件Cruise搭建阿波斯拖拉机的整车模型,对拖拉机的动力性能和经济性能进行了仿真计算,并进行了试验验证。 在道路行驶条件下,对拖拉机的动力性能(最高车速、最大加速度、滑行距离)进行了计算分析;在农田工作条件下,对拖拉机特定工况下的燃油经济性进行了仿真计算。将各种条件下的仿真计算结果与实车试验进行了对比验证。得出以下结论：道路行驶条件下,采用H5档,试验测试得到的最高车速为40km/h,对应的仿真计算结果为40.54km/h,相对误差为1.35%;采用H5档位,0-40km/h加速时间的仿真结果为5.7s,对应的实测时间为5.5s,相对误差为3.6%;H5档的最大加速度的计算值为2.26m/s₂ ,道路试验所测得的H5档最大加速度为2.22 m/s₂;道路滑行以20km/h的初速度滑行距离,仿真计算的结果为54m,对应的实测距离为53m;农田工作条件下,耕地深度22.5cm时,0-6km/h加速试验的实际测量距离和时间为8.2m和6.7s,对应的仿真计算结果为8m和6.5s;以L2档位,8km/h工作时测得的实际油耗为17.2L/h,对应的仿真计算油耗为17L/h。通过试验的验证,搭建的阿波斯拖拉机的仿真计算模型是合理的,计算精度符合要求,能够作为拖拉机整机开发的重要辅助手段。     

基于虚拟仪器的气制动阀性能自动检测系统

通过对气制动阀静特性、动特性的工作原理及性能测试方法的分析,根据国家标准和企业测试指导,设计一套基于虚拟仪器的气制动阀性能自动检测系统,融入对其上腔提前量、动态反应时间等特征参数的检测.该系统通过PC控制系统实现双工位独立检测,提高测试效率,采用Labview图形化编程软件,结合数据采集与伺服运动模块,实现气制动阀静态特性及动态特性参数的在线检测.结果表明:该系统可有效地对气制动阀性能进行在线检测,测试误差小于0.2 kPa,测试节拍约为120 s,操作便捷.     

具有误差修正和智能接口的DSP测试系统研究

为了解决在测试系统申由于传感器动态特性引起测试数据失真的问题,提出了一种集数据采集、误差修正、数据存储于一体的智能测试方案。介绍了基于白适应神经网络的传感器动态补偿算法。阐述了测试系统的软、硬件实现方案,即以TMS320砣812DDSP为核心控制单元,采用高速模数转换器采集数据,通过动态补偿算法处理数据,采用外扩存储器技术存储数据,通过USB接口读取数据。为验证测试系统的实时修正能力研制了传感器模拟器并运用本系统对其输出的数据进行了采集,调试结果表明,本系统能够准确地采集存储数据同时还能够修正由传感器模拟器引起的动态误差。     

电机动平衡过程中转子转速测试系统

根据动平衡过程中对转子转速测量的要求,介绍了一种采用PC机和霍尔元件对转速进行实时检测的计算机辅助测试方法。讨论了该系统的硬件组成结构和软件实现方法,并对系统的性能进行评估和分析。最后,在摩托车1 000~12 000 r/m in的常用转速范围内,对系统的误差和稳定性进行了测试验证,结果表明:该测试系统完全能满足设计要求。     

基于ZigBee的羊肉冷链温度监测系统的设计

针对羊肉在冷链运输过程中温度监测难的问题,本文设计了一种基于Zig Bee的羊肉冷链温度监测系统,该系统利用DS18B20温度传感器采集温度数据,并通过GPRS模块将温度数据远程传输至上位机进行处理与存储。通过分析可知该系统能够在羊肉冷链运输过程中的低温环境下正常工作;在模拟环境中测试节点稳定性和数据传输性能的结果表明:各个节点测得数据温差不超过±1℃,所有的数据采集节点与协调节点之间的通信成功率均为100%,验证了该系统可靠性、适用性较高。     

小型光电编码器动态误差检测

为克服传统编码器检测系统制造成本贵、检测过程复杂、检测点数少、手动操作精度低、不能实现动态性能检测等缺点,设计了小型绝对式光电编码器动态误差检测系统,开展了对小型光电编码器动态误差检测的研究. 对比分析了国内外传统光电编码器误差检测技术的优缺点,提出了采用简单易行的比较法对光电编码器进行动态误差检测的方法;建立了光电编码器动态误差检测系统,并完成了动态误差检测系统的关键技术设计;对所设计的动态误差检测系统进行性能测试,并利用该装置对某光电编码器进行动态误差检测. 经过测试,该动态误差检测系统能够实现在0~90 r/min转速下,对不高于16位的小型绝对式光电编码器进行动态误差检测,其检测精度为1.22".      

跨声速风洞翼型动态失速实验系统研制

为满足旋翼设计的需要,研制了增压连续式跨声速风洞二元试验段翼型动态失速实验系统。开发了相应的测控系统,设计并安装了机械驱动机构,建立了数据采集及其后处理系统。动态试验测控系统的测量部分与控制部分相互独立,且与风洞主控系统、安全联锁系统等互不影响,可单独工作,安全性高,抗干扰性能好。机械系统设计合理,运动轨迹精确,该机构以平均迎角0°振幅10°,振荡频率2Hz运行时,最大迎角误差为±0.809°,平均迎角误差为0.255°,振幅均方根误差为0.325°,满足翼型动态失速实验的要求。数据采集采用多路并行A/D,其同步性能好,避免相差。在风洞实验系统联调中使用了NACA0012翼型模型,通过在翼型表面安装动态压力传感器,测量Ma=0.3,平均迎角为10°, 振幅为5°,减缩频率分别为0.05,0.03和0.01下,翼型表面脉动压力。其结果表明,实验系统在大动压,不同频率下,运行稳定,数据合理可靠,实现了设计要求。     

基于CAN总线的轨道衡计量系统设计

提出了基于CAN总线的轨道衡数据采集系统。系统以MAX187为模数转换器件,对传感器信号进行采样。采样值通过CAN收发器发送到CAN总线上,通过RS232接口输出到上位机。测试结果表明,利用CAN总线通信解决了通信误差大、通讯速度慢等问题,能够实现长期有效的快速传输,满足轨道衡实时数据传输的要求。     

车用涡轮增压器试验台技术研究

为准确采集涡轮增压器的各性能参数并检测转子的设计水平,设计并搭建涡轮增压器测试台架.基于Lab VIEW软件图形化环境开发一套具有数据采集、处理、显示及保存等功能的测试系统.对某型号性能样机进行压气机性能试验,试验结果表明:涡轮增压器性能测试台架工作稳定,能够准确采集增压器的各性能参数;转子设计水平符合要求;设计开发的测试系统具有较高的测试精度、测试过程自动化程度提高.     

两种310 GHz无线通信系统设计与比较

太赫兹波具有带宽超宽、波束窄、方向性好和传输容量大等特点,因而成为未来高速无线通信研究的热点.本文设计了两种310 GHz无线通信系统:一种是基于AMC 557高功率倍频链发射机和超外差接收机的通信链路;另一种是基于VDI谐波混频超外差收发的通信链路.系统传输性能的仿真结果表明:随着通信频率的升高,解调信号的失真逐渐增加.通过比较两种链路预算方案,发现基于AMC 557高功率发射链在传输距离上更有优势,发射功率为40 mW时,可以实现10 m距离、10 Gbps速率的无线数据传输,适用于Gbps量级的室内短距离大功率高速无线传输;基于谐波混频超外差收发的通信链路在通信速率上优势明显,通信速率可达20 Gbps,但受发射端输出功率-15 dBm限制,传输距离大幅缩短为0. 2 m,在链路中增加太赫兹透镜提高增益可以使通信距离延伸至2 m.而且这种发射机内部结构简单便于集成,有利于实际系统的搭建,更适用于10 Gbps级别以上的超高速短距离无线通信.     

基于ZigBee技术的井下人员定位安全监测系统

采用德州仪器(TI)公司CC2431芯片,构建了基于ZigBee协议的井下人员定位及安全监控系统.网络由网络协调器、定位参考基站、人员终端组成,通过在井下建立线状和网状ZigBee无线网络,实现井下人员定位、环境监测和通信等功能.通过人员终端测定附近定位基站的信号强度,可以用监控系统上位机软件实时观测井下人员的活动,并进行数据采集和传输.通过对天线的近场效应进行补偿性修正,定位误差降低了约50%.模拟井下环境的性能测试结果表明,该系统可以达到0.25 m的测量分辨率,定位误差小于2 m,可以支持4 kbps的数据传输,满足井下人员定位和事故发生时的疏散调度要求.     

自行式高空作业平台的动态稳定性分析

为了分析自行式高空作业平台作业过程中的动态稳定性,以数学模型为基础,采用ADAMS软件建立整车的动力学仿真模型,对6种最危险的作业工况进行仿真计算,得到不同工况下各轮胎承载的载荷特性曲线及整车动态稳定性的安全系数。最后,进行场地试验测试。研究结果表明:测试数据与仿真计算数值间的极值相对误差最大为13.4%,试验测得动态稳定性的最小安全系数为0.123,验证了整车在作业过程中具有良好的动态稳定性,也验证了对自行式高空作业平台使用动力学仿真和试验测试相结合的分析方法的正确性和准确性。