摘要：以10 mm口径液体涡轮流量传感器为研究对象,经过对传感器内部流场进行分析,提出通过减小靠近叶片顶端的叶片受力面积,提高传感器测量性能的方法。从对特性曲线的分析出发,结合传感器数学模型,提出了一种利用不同流量点的仪表系数平方差Δ(K^2)评价传感器性能的方法。在此基础上,结合CFD仿真和传感器样机实验测试,研究了不同叶轮叶片形状参数对传感器性能的影响。实验结果表明:改变叶轮叶片形状能有效提高传感器的测量性能,切角参数为0.25时,传感器性能最优;此方法同样适用于其他口径涡轮流量传感器结构的优化。

摘要：为准确快速检测出电网电压的幅值、相位和频率,在分析对称分量法及单同步坐标系锁相环基本原理的基础上,提出了广义积分器锁相环的设计方法。这种方法在αβ坐标系下对电网电压进行正、负分序,进而锁定正序电压的相位和频率。并且使用Matlab/Simulink环境分别对单同步坐标系锁相环和基于广义积分器锁相环进行仿真研究,仿真结果表明广义积分器锁相环在电网不平衡时能够准确提取电网信号的幅值、相位和频率,频率自适应性良好且对低次谐波有一定的抑制作用。

摘要：为了降低樱桃采摘机器人采摘过程中的樱桃破碎率,提高机器人的工作效率,设计了一款新的基于模糊控制和高速并联自动化控制的机器人。该机器可以利用PC上位机对樱桃图像进行采集,并可以对图像进行二值化、膨胀腐蚀处理,从而成功地识别成熟樱桃;同时,可以使用模糊PLC控制方法对采摘机器人的响应角度误差进行控制。为了验证机器人的性能,使用樱桃采摘试验的方法对樱桃采摘机器人的性能进行了测试。结果表明:高速并联自动化控制的樱桃采摘机器人总体采摘时间有了明显的缩短,工作效率有所提高;通过模糊控制可以使采摘机器人角度的响应平稳地达到指定角度,且没有出现大的超调量,有利于樱桃的采摘,降低了破碎率。

摘要：弹状流是多相流中常见的流型,流动参数相含率的准确测量是分析流动状态、求取混合物平均密度的前提,对石油、化工等领域意义重大。首先根据菲涅耳定律及麦克斯韦方程理论,推导出管道圆弧上近红外光的能量分布特性。设计了一种单发多收的近红外传感器,研究近红外光在弹状流中的传播特性,通过实验证明了管道圆周各个探头接收到的电压值与探头安装角度成余弦关系。根据朗伯-比尔定律推导了近红外光探测器接收到的电压值、近红外光探测器安装角度与相含率之间的关系,建立了弹状流相含率测量模型。实验在内径为50 mm的水平透明管道内进行,气体流量在0.5 m^(3)/h和2 m^(3)/h之间,液相流量在5 m^(3)/h和9 m^(3)/h之间。研究结果表明:相含率的预测模型的相对误差在±7%之间。

摘要：微小流量计量在能源计量、精准医疗等多种场合中有着广泛应用,但是目前测量微小流量的流量计普遍存在准确度低等问题。因此,文中以精准测量微小流量为目的,设计了差压式微小流量计。借助计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)仿真技术,设计了流量计的基本结构。通过实流实验验证了设计方案的可行性。实验结果表明:差压式微小流量计可以实现流量范围在50~600 mL/h内的测量,线性度误差小于5%;在流量范围240~400 mL/h内的测量,线性度误差小于2%。

摘要：在气液两相环状流中,界面波是两相间质量、动量和能量转移的重要载体,对其特性参数(波速、波频和波幅)的研究具有重要意义。首先根据气液两相流界面波分类,对其特征进行了定性描述。针对现有的界面剪切力推导了界面扰动波速度预测模型,考虑了气核中夹带液滴引起的密度增量及气核与液膜表面相对速度的影响,得到了改进的垂直管环状流扰动波速预测模型。针对工业现场工况压力较高现状,设计了基于近红外吸收衰减技术和互相关原理的界面波波速测量传感器,在五种压力(0.2~0.9 MPa)154个界面波波动速度条件下进行了实验。结果表明,改进后模型预测效果良好,相对误差在±10%左右,在不同系统压力条件下具有一定外推性。

摘要：为了提高葡萄采摘机器人自主导航能力,增强对葡萄成熟度的准确识别功能,降低漏采率和误采率,设计了一种新式的基于RSSI自主导航和颜色特征提取的葡萄采摘机器人。该机器人使用RSSI定位技术,首先对装有无线传感器的葡萄树进行定位,然后利用机器视觉系统对葡萄的成熟度进行判断,并对满足采摘条件的葡萄使用机械手进行采摘。对葡萄采摘机器人的性能进行了测试,通过测试发现:机器人对装有传感器的葡萄树的准确识别率达到了95%以上,对葡萄成熟度的判断达到了98%以上,是一种相对高效的葡萄采摘机器人。

摘要：为了提高免耕播种机的自动化程度,设计了一款新的具有自主导航和路径规划功能的免耕播种机。该播种机能够很好地估算出入射信号的个数和方向,克服了传统定位精度低的缺点,可以有效解决密集信号环境中多个辐射源的高分辨率、高精度测向定位问题。为了验证免耕播种机的性能,对使用DOA估计信号后的播种机进行了性能测试。测试发现:其播种误差要明显小于单纯使用最小二乘法和双曲线测量法,播种合格率最高达到了98.7%,变异系数最低为1.35%,播种的精确性和稳定性较高。通过对比传统播种机和本文设计播种机的播种时间,本文设计的播种机播种时间有所缩短,播种效率有了大幅度的提高,免耕播种性能好,可以在自动化播种作业中进行推广。

摘要：基于模糊数学原理和证据理论,提出了综合处理不确定性设计信息、合理选择产品机械结构类型的方法.为此,首先利用已有的产品实例为每个产品子类提取一组设计规则,并为每个子类构造一个可以描述其典型特征的模糊向量;然后在模糊机制下统一处理以普通实数、实数域上的区间值和模糊数表达的设计信息,采用模糊推理、证据理论等不精确推理方法处理不确定性信息,确定产品类型.上述方法可作为智能设计系统求解设计问题的推理策略,并实现知识的自动获取.通过一个选型设计的实例,验证了该方法的正确性.

摘要：为了提高玉米拾穗装置拾穗的准确性,减少漏摘率、断穗率、籽粒破碎率等玉米收割效率的不利因素,设计了一种新的高精度玉米拾穗装置。该装置利用玉米拾穗拉断力的变化对玉米拾穗过程的拾穗辊质心角速度进行准确监测,当产生漏摘率、断穗率、籽粒破碎时会发出警报,并利用计算机自适应网络原理,对拾穗辊的间隙进行自适应调节,提高了拾穗装置的拾穗精度。为了验证装置优化设计的合理性,采用试验、理论分析和数值仿真模拟的方法对装置的采摘效率进行论证,利用Pro/E软件建立了拾穗装置的三维建模,根据拾穗过程拉断力的增大引起的质心角速度变化,使用ADMAS软件对玉米穗拾穗过程的角速度进行了仿真模拟,得到了和试验相吻合的角速度值。将自适应高精度玉米拾穗装置和普通玉米穗采摘装置进行对比发现:高精度玉米穗采摘装置在降低漏摘率和断穗率方面都表现出了优良的性能,大大提高了玉米穗的采摘效率,为玉米自动化采摘机械的设计了技术参考。