摘要：Aiming at the major failure mode of prestressed concrete cylinder pipes (PCCP),namely the fracture of prestressed steel wires,the broken wire detection technology based on orthogonal electromagnetic principle is studied. The detection system model is established and optimized by using COMSOL finite element simulation software. Furthermore,the theoretical analysis of the wire-breaking effect is carried out. The influence of factors on broken wire signal characteristics such as edge effect,circumferential relative position of the detector and broken wires,excitation frequency and relative permeability of steel wires is analyzed,which provides a theoretical guidance for the field detection. The influence of the steel cylinder structure on the simulation results is analyzed,which provides a reference for the improvement of calculation efficiency. The corresponding detection system is designed and implemented. Concretely,a high-voltage and high-power sinusoidal signal coil drive scheme based on sinusoidal pulse width modulation technology and an intelligent power module is innovatively proposed and the corresponding protection circuit is designed. The broken wire signal could be effectively extracted through a lock-in amplifier. The experimental results show that this system can effectively identify the broken wires with low cost.

摘要：采用基于Cortex-M3核的微控制器STM32F103CBT6设计了脉冲变极性弧焊控制系统。该系统利用片内的高级定时器实现了快速脉冲切换,以及脉冲频率、起始时间、占空比的大范围调节;利用定时器间的协同工作,完成了光谱触发信号的精确延时。同时实现了运行过程中对系统电压的测量、监控、传输以及参数输入、显示、存储等功能,并简述了软件开发方法。

摘要：根据复合材料超声直线电机振动体具有两个固有频率的特点,设计了一种能综合调整激励信号幅值及频率的超声直线电机驱动源。采用微控制器的脉宽调制(PWM)输出作激励信号,结合光栅编码器获取电机的位置信息,实现了电机位置、速度及运行方向控制。

摘要：设计了一种在加热炉炉膛内平行行走可翻转式机器人。基于炉膛内部结构、功能的特殊需求,提出了集成翻转、行走、清灰功能的组合式结构设计思想。应用第二类Lagrange方程和牛顿力学原理对机器人进行了动力学和静力学分析,并阐述了基于该结构的控制系统设计思想,同时进行了翻转实验,验证了机器人的可行性。

摘要：针对超声波电机工作时对驱动源的特殊要求 ,设计了一种新颖的具有自动频率跟踪功能的超声波电机驱动源 ,结合理论公式和 L C谐振曲线阐明了驱动源的物理工作条件 .实验证明 ,该方案能够跟踪超声波电机工作点的变化 。

摘要：针对定期人工清洗热媒炉炉膛污垢比较困难的状况,设计了一种在热媒炉炉膛内螺旋管壁上运动行走的爬行机器人,能自动完成清灰除尘工作。机器人设计是基于拉格朗日方程建立动力学模型以及牛顿力学建立静力学模型。在此基础上,通过算例分析完成机器人在螺旋管壁处于不同位置时机器人与管壁间能提供的最大摩擦力与实际摩擦力变化曲线绘制。对吸附兼具行走功能的磁轮进行模拟分析和优化设计,设计出磁轮最为合理的结构和尺寸参数。最后完成机器人行走运动控制部分的设计。

摘要：为了实现对发动机缸体内腔的腐蚀缺陷进行检测,根据超声相控阵与发动机缸体的特征,改进了检测系统。设计了超声相控阵回波自动检测和声程校正以完成对发动机缸体内腔腐蚀缺陷的检测。实验表明:改进后的检测系统可以准确定位发动机缸体内腔的腐蚀缺陷位置,实测数据与理论数据的比较显示了缺陷与尺寸检测的误差均小于2%。

摘要：微型超声波电机接触界面的摩擦驱动机理和摩擦材料特性直接影响微型超声波电机的机电耦合效应、使用寿命和工作性能。文章结合研制的各向异性复合材料型超声波直线微电机 ,重点分析了微型超声波电机接触界面的摩擦学模型 ,讨论了微型超声波电机研究和设计中摩擦材料的特性。

摘要：【目的】研发竹林气象因子采集系统,分析雷竹林CO_(2)浓度与温湿度等气象因子之间的关系,探讨基于GA-BP神经网络的雷竹林CO_(2)浓度反演模型(简称GA-BP模型),为竹林碳储量、竹林增汇、竹林固碳能力等研究提供基础数据。【方法】根据微气象学相关原理、方法及森林碳通量动态感知的需求,设计基于嵌入式的森林碳通量数据远程实时监测系统,该监测系统以成熟雷竹林为监测对象,进行为期2个月(2019年10—11月)的气象数据监测;在此基础上,提出GA-BP模型。【结果】根据GA-BP模型和BP模型反演的结果可知:GA-BP模型反演结果的决定系数R^(2)为0.86,比BP模型的R^(2)(0.79)提高了0.07;平均绝对误差为8.12 mg·m^(-3),比BP神经网络下降2.79 mg·m^(-3)。GA-BP模型相较于BP网络具有更稳定的反演性能和更高的反演精度。【结论】可以利用竹林气象因子采集系统获取相关气象数据;基于CO_(2)浓度与温湿度等气象因子之间的相关性,本研究提出的基于GA-BP神经网络的CO_(2)浓度反演模型能够有效反演研究区的CO_(2)浓度。

摘要：针对水稻不同生长期施肥劳动强度大和肥料易堵塞的问题,该文提出了一种水稻分层施肥技术,根据水稻种植农艺要求和根系分布特点,在水稻直播时将整个生长期所需肥料一次性分层施入土壤中,浅层施肥深度为30~40 mm,距离水稻行距离为50 mm,为水稻苗期生长提供养分;深层施肥深度为70~100 mm,深层施肥沟在2行水稻中间,为水稻的后期生长提供养分。设计了一种气流式分层施肥系统,根据分层施肥要求确定肥料分配器结构及分层施肥量调节比例;利用SolidWorks软件对肥料混合器变截面处不同截面高度的进肥口风速和出口处的负压进行仿真分析和试验验证,确定气流肥料混合器变截面通道高度为20 mm;对气流式分层施肥系统进行性能试验,以风速、肥量分配比例调节板开度和施肥管道长度为主要因素进行正交试验。试验结果表明,当风速为18 m/s、肥量分配比例调节板开度为30°、施肥管道长度为1000 mm时,浅层施肥量变异系数为1.61%、深层施肥量变异系数为1.58%、2个浅层施肥量和深层的施肥量分配比例误差为1.91%。将气流式分层施肥系统安装在2BDH-10型水稻直播机上进行田间作业性能试验,田间试验结果表明,2个浅层施肥量与深层施肥量分配比例最大误差为7.76%,浅层施肥量最大变异系数为3.98%,深层施肥量最大变异系数为4.41%,满足水稻种植分层施肥的要求。研究结果可为水稻气流式分层施肥技术研究提供重要参考。