双轴分层切削旋耕机扭矩在线检测分析系统研究

发布时间：2021-05-17 09:38

　　近年来,为了实现秸秆全量化还田,对农业机械特别是旋耕机提出了更大耕深的要求,为了弥补现有旋耕技术耕深不足的现状,研究者设计并制造出双轴分层切削旋耕机。双轴分层切削旋耕机是一种大耕深的可以实现秸秆全量还田的旋耕机械,凭借其优良的秸秆覆盖、土壤破碎性能而受到广泛使用。双轴分层切削旋耕机结构、传动特性、工作环境致使其故障率相当之高,当其发生故障之时,最显著的变化或特征就是功耗的变化以及体现在传动装置上的扭矩的变化。扭矩的实时检测可以了解双轴分层切削旋耕机的运行状况且可以知悉其性能和故障情况,因此,对其进行扭矩的在线检测就显得很有必要。本文从双轴分层切削旋耕机传动方式和现有扭矩在线检测技术两个角度,对适用于双轴分层切削旋耕机扭矩在线检测系统进行了研究：首先,根据双轴分层切削旋耕机的结构及动力传递方式,建立了双轴分层切削旋耕机扭矩测试模型,并对其前后刀轴正转作业、前刀轴正转后刀轴反转作业两种情形作出了分析探讨,以为更好地研究诊断其故障做好理论准备。然后,针对双轴分层切削旋耕机现有扭矩测试系统存在的不足,创新地提出了一种可以适应双轴分层切削旋耕机扭矩在线检测的技术方案,并对其关键技术进行了分析,重... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
第二章 双轴分层切削旋耕机传动部分扭矩测试研究
    2.1 双轴分层切削旋耕机动力传递方式
    2.2 双轴分层切削旋耕机扭矩测试模型的建立
    2.3 双轴分层切削旋耕机传动系扭矩情况分析
    2.4 本章小结
第三章 扭矩在线检测系统关键技术研究及方案设计
    3.1 双轴分层切削旋耕机扭矩检测技术研究
    3.2 扭矩测试原理
        3.2.1 应变片工作原理
        3.2.2 扭矩测量原理
    3.3 几种无线通信技术对比
    3.4 ZIGBEE技术
    3.5 系统设计方案
    3.6 系统设计原理
    3.7 本章小结
第四章 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统硬件设计
    4.1 双轴分层切削旋耕机扭矩检测硬件系统处理器选择
    4.2 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统无线通信模块设计
    4.3 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统扭矩采集节点硬件设计
        4.3.1 放大电路的设计
        4.3.2 滤波电路的设计
        4.3.3 电源电路的设计
        4.3.4 JTAG仿真接口
        4.3.5 LED电路设计
    4.4 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统协调器节点硬件设计
        4.4.1 串口电路的设计
        4.4.2 电源模块的电路设计
    4.5 本章小结
第五章 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统软件设计
    5.1 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统下位机集成开发环境简介
    5.2 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统ZIGBEE协议
        5.2.1 ZigBee协议栈
        5.2.2 ZigBee协议栈OSAL介绍
        5.2.3 ZigBee协议栈串口应用介绍
    5.3 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统设计原理及软件编程概述
    5.4 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统扭矩采集节点软件设计
        5.4.1 扭矩采集程序设计
        5.4.2 扭矩采集节点程序设计
        5.4.3 数据处理及数据传输的程序编写
    5.5 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统协调器节点软件设计
    5.6 双轴分层切削旋耕机扭矩检测系统监控中心软件设计
        5.6.1 串口通信功能
        5.6.2 监测管理系统
    5.7 本章小结
第六章 双轴分层切削旋耕机故障诊断算法的研究
    6.1 粒子群算法简介
    6.2 人工鱼群算法简介
    6.3 粒子群算法优化人工鱼群算法
    6.4 仿真实验分析
    6.5 本章小结
第七章 双轴分层切削旋耕机扭矩检测性能试验
    7.1 试验目的及内容
    7.2 试验准备
    7.3 试验条件
    7.4 试验结果及分析
    7.5 本章小结
第八章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]双轴旋耕施肥播种复式作业技术研究与试验[J]. 朱松,金亦富,张瑞宏,缪宏,张剑峰,陶德清.  农机化研究. 2015(08)
[2]大耕深旋耕刀激光冲击强化残余应力研究[J]. 奚小波,缪宏,赵荔,朱河霖,张瑞宏,金亦富.  高压物理学报. 2015(01)
[3]1G―2500BF秸秆还田双轴旋耕施肥播种机设计与试验[J]. 陶德清,刘伟,张瑞宏,李祥,缪宏,季亚楠.  中国农机化学报. 2014(06)
[4]基于车轮扭矩在线检测汽车制动力[J]. 刘曼,葛友华,郑功亮.  机床与液压. 2014(14)
[5]基于ZigBee无线传感网络的扭矩监测系统的设计[J]. 孔祥涛,林明星,周生良,杨文豪.  机床与液压. 2014(11)
[6]旋耕机的发展历程及趋势展望[J]. 华秀坤.  农业科技与装备. 2013(08)
[7]双辊秸秆还田旋耕机试验[J]. 李永磊,宋建农,康小军,董向前,姜洪喆,彭维钦.  农业机械学报. 2013(06)
[8]PSO算法的稳定性分析及算法改进[J]. 朱小明,张慧斌.  计算机科学. 2013(03)
[9]旋耕机类型及研究方向探讨[J]. 葛宜元.  农机使用与维修. 2013(01)
[10]扭矩传感器的发展研究综述[J]. 宋春华,徐光卫.  微特电机. 2012(11)

博士论文
[1]PSO优化神经网络算法的研究及其应用[D]. 涂娟娟.江苏大学 2013
[2]粒子群优化算法研究及其应用[D]. 王维博.西南交通大学 2012
[3]人工鱼群算法及其应用研究[D]. 王联国.兰州理工大学 2009

硕士论文
[1]旋耕机的结构及运动参数对其作业性能的影响研究[D]. 赵亚祥.吉林农业大学 2015
[2]高茬秸秆旋耕翻埋功耗检测系统设计与试验研究[D]. 贺小伟.华中农业大学 2014
[3]基于ZigBee技术的设备状态监测与故障诊断系统设计[D]. 刘涛涛.中北大学 2014
[4]基于ZigBee无线传感网络的扭矩监测系统研究[D]. 孔祥涛.山东大学 2014
[5]秸秆还田及化肥配施对土壤性状及氮磷流失的影响[D]. 程燕.安徽农业大学 2013
[6]基于应变式扭矩传感器的测量系统的设计[D]. 廖丽媛.东华大学 2013
[7]船用柴油机曲轴扭矩实时检测系统设计[D]. 郭自军.集美大学 2012
[8]基于ZigBee技术的温室大棚环境监控系统设计[D]. 刘振兴.哈尔滨理工大学 2011
[9]基于无线射频通信的柴油机曲轴扭矩在线检测装置的研制[D]. 陈笃奖.集美大学 2010
[10]光电式动态扭矩测量系统的研究与设计[D]. 尚昱星.燕山大学 2009



本文编号：3191537