基于PWM技术的大型变量喷灌机整机水力性能研究及优化

发布时间：2021-05-08 20:06

　　基于脉冲宽度调制（Pulse20Width20Modulation,20PWM）技术的变量喷灌机虽然能实现更精细的地块水分管理,但因实现变量的电磁阀的持续开闭动作,喷灌机主输水管道内流量呈现持续的阶跃变化,进而导致变量喷灌过程中存在压力脉动和机械激振现象。该研究基于Matlab/Simulink,对基于PWM技术的大型变量喷灌机在变量喷灌过程中的压力脉动进行了研究分析及改善优化。针对已研制的基于PWM技术的大型变量喷灌机实体系统,首先构建了其关键器件和整机的水力模型,并验证了模型的正确性。然后基于所建模型,对变量喷灌机的压力脉动进行了分析,得到了变量喷灌过程中的压力脉动规律,进而提出了PWM脉冲相位错开的缓减方法,并介绍了该方法的3种具体实施方式,即"站间"错相、"站内"错相和"站间+站内"错相。最后在实现了PWM脉冲相位错开的变量喷灌机整机水力模型上进行仿真分析,证明了所提3种错相方式均可明显减小变量喷灌过程中的压力脉动幅度,同时也可有效提高泵站的利用率。此外,通过在实现了PWM脉冲相位错开的变量喷灌机实体系统上开展田间试验,进一步验证了所提PWM脉冲相位错开方法对于缓减压力脉动和机... 

【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(19)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
0 引言
1 PWM变量喷灌机水力模型构建与验证
    1.1 试验系统及方法
        1.1.1 试验系统
        1.1.2 试验方法
    1.2 关键器件水力模型构建
        1.2.1 输水管道
        1.2.2 喷洒执行件
        1.2.3 电磁阀
        1.2.4 水源供水系统
    1.3 喷灌机整机水力模型构建
    1.4 喷灌机水力模型验证
        1.4.1 喷洒执行件和电磁阀水力模型验证
        1.4.2 整机水力模型验证
2 PWM变量喷灌机压力脉动分析及改善
    2.1 压力脉动分析
    2.2 压力脉动改善
        2.2.1 错相方式
        2.2.2 错相结果
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]平移式变量喷灌机整机有风喷灌水深分布求取与修正[J]. 黄小林,李文涛,周志宇,莫锦秋.  机械设计与研究. 2019(05)
[2]圆形PWM变量喷灌机喷灌特性的仿真研究[J]. 周志宇,陶帅,莫锦秋.  农机化研究. 2020(05)
[3]圆形喷灌机系统两井泵汇流装置水力性能研究[J]. 张云龙,严海军,王建东.  灌溉排水学报. 2019(04)
[4]基于PWM技术的平移式变量喷灌机喷头流量分配方法[J]. 莫锦秋,周志宇,陶帅,李彦明.  农业机械学报. 2018(10)
[5]大型喷灌机变量灌溉技术研究进展[J]. 赵伟霞,李久生,栗岩峰.  农业工程学报. 2016(13)
[6]基于Simulink的流体管网仿真[J]. 姚磊.  大功率变流技术. 2010(05)
[7]低压条件下滴灌毛管水头损失试验研究[J]. 洪明,李援农,马英杰,洪辉,王宏.  灌溉排水学报. 2010(01)
[8]集成GPS和GIS技术的变量灌溉控制系统（英文）[J]. 杨青,庞树杰,杨成海,李敏通,李勇军,杨术明.  农业工程学报. 2006(10)
[9]液压管路动态特性的Simulink仿真研究[J]. 田树军,张宏.  系统仿真学报. 2006(05)
[10]方形喷洒域变量施水精确灌溉喷头实现理论研究[J]. 韩文霆,吴普特,冯浩,杨青.  干旱地区农业研究. 2003(02)

博士论文
[1]灌溉系统直动式压力调节器动力学模型与性能优化研究[D]. 张琛.中国农业大学 2016
[2]基于热红外成像技术的自走式实时变量灌溉机的设计与试验研究[D]. 胡振方.中国农业大学 2014

硕士论文
[1]大跨距平移喷灌机结构稳定性与灌水均匀性分析[D]. 朱广军.安徽农业大学 2016
[2]供水系统水锤数值计算及动态模拟[D]. 王勇.合肥工业大学 2009



本文编号：3175921