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基于太阳能的无线土壤水分传感器的研制 总被引：9，自引：6，他引：3
为实现土壤水分的自动检测与无线传输,采用电场法检测土壤质量含水率,利用Zigbee技术构建无线传感网络实现数据传送。利用太阳能电池收集太阳能并存储于锂电池中,实现对系统供电。通过合理的充放电管理,能有效地延长锂电池寿命。试验结果表明,该传感器能够实现0～30%间的土壤质量含水率的测量,相对误差小于10%。利用Zigbee模块及MiWi(TM)协议栈构建星形网络能实现数据无线传输。当节点发射功率为1 mW时,在无阻挡条件下可靠传输距离为30 m,在有农作物遮挡时,可靠传输距离为10 m左右。在1 h采集发送 相似文献
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基于参数优化的最小二乘支持向量机触电电流检测方法 总被引：9，自引：5，他引：4
针对如何从低压电网总泄漏电流中检测出生物体触电电流信号的难题,提出了一种基于网格搜索和交叉验证的最小二乘支持向量机的触电电流信号检测方法。首先在剩余电流动作保护装置触电物理试验系统平台上通过故障录波器获得生物体在3个典型时刻(电源电压最大时刻、电源电压过零时刻及电源电压任意时刻)发生触电过程的总泄漏电流和触电电流波形,并截取触电前1个周期和触电后3个周期共800个采样点的信号数据作为触电试验样本数据;然后将触电试验样本数据进行滤波预处理,预处理后的多个样本采样点的总泄漏电流组合成特征向量输入最小二乘支持向量机(least square-support vector machine,LS-SVM),相应样本采样点的触电电流作为其输出,并通过网格搜索与交叉验证相结合的方法来优化最小二乘支持向量机参数,利用输出最优参数组合对触电电流与总泄漏电流的关系进行训练,从而建立了触电电流的检测模型;最后利用该方法对10组测试样本数据进行了检测,检测结果为:当训练样本数据为20组时,检测均方误差为14.0040,当训练样本数据为40组时,检测均方误差为11.7469,当训练试验数据为65组时,检测均方误差为11.1849。与径向基(radial basis function,RBF)神经网络方法相比,最小二乘支持向量机方法比径向基神经网络方法检测均方误差分别低3.7272、1.9132、0.1556,从而可较准确地从总泄漏电流中检测出生物体触电电流信号,为开发新一代基于生物体触电电流分量而动作的自适应型剩余电流保护装置提供理论依据。 相似文献
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基于工质相变换热和无泵循环思路,提出了一种动力电池冷热双向热管理系统。以某款三元锂电池为研究对象,试验测试了冷热双向循环热管理系统的散热和加热工况。结果表明:该系统能实现电池箱低温工况加热与高温工况散热的运行切换管理。散热工况下,换热板采用4根竖管比单根蛇形管的散热能力强;冷凝器侧强制风冷散热与自然对流散热相比,能将系统一换热功率提高10%～44.2%,系统二换热功率提高20%～48.6%;电池箱温度为60℃时,自然对流散热系统换热板的最大温差小于2℃,强制对流散热系统换热板的最大温差小于1℃;在电池初始温度25℃时,1C、2C、3C放电倍率下,放电结束强制对流散热在能将8块电池的平均温度分别降低2.1、3.9、4.7℃。加热工况下,多组试验电池箱的升温效果一致性较好。考虑车辆行驶中换热板倾斜的影响,受制于工质的流量分配,散热工况时温度均匀性优于加热工况。 相似文献
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太阳能低功耗滴灌控制装置的设计与实现 总被引：4，自引：3，他引：1
针对山地果园的自动滴灌需求,研制太阳能供电的滴灌控制装置,该装置由STM8S105S6微控制器、实时时钟模块、脉冲式电磁阀及驱动模块、传感器接口、太阳能充电子系统组成,并提供LCD可定制用户界面。测试太阳能电池、锂电池、磷酸铁锂电池的输出特性与供电电压2.8～4.3V下静态功耗,试验表明,太阳能电池最大输出功率为169mW,系统供电电压在3V以上正常工作。平均静态电流最低为70μA。以容量为800mA·h的3.7V锂电池供电,系统在无太阳能补给下的待机时间达150d。太阳能电池每天以42.25mW的输出功率对系统充电30min可维持系统不间断运行。控制装置功耗低,太阳能充电,防雷击防水,适合于野外果园的滴灌系统自动控制。 相似文献
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基于太阳能的柑桔园自动灌溉与土壤含水率监测系统研制 总被引：6，自引：5，他引：1
为实现柑桔园的节水节能自动灌溉与土壤含水率的监测,以太阳能为主要能源,用土壤水分传感器实时监测土壤含水率,利用CAN(controller area network)总线与GSM(global system for mobile communications)网络实现土壤含水率的远程监测。利用太阳能电池对锂电池充电,采用双锂电池结构,提高了系统供电稳定性,且将充电与放电过程完全分离,延长了锂电池寿命。土壤水分传感器每12h测量一次土壤含水率,当其低于设定的阈值时,自动打开电磁阀进行灌溉,当高于设定值时停止灌溉。在666.7m2内的土壤含水率数据利用CAN总线传输至主节点,各主节点通过短消息将数据发送至终端计算机。将桔园土壤含水率低于10%,高于20%作为系统开始自动灌溉和停止灌溉指标,且传感器距滴管外50mm时,则水分输运到柑桔根系集中区域所需滴灌时间约为6.7h。试验表明,系统运行稳定可靠,能实现柑桔园区的自动灌溉与土壤含水率的自动监测,对实现节水节能灌溉有较大的现实意义。 相似文献
6.
柑橘园低功耗滴灌控制器的设计与实现 总被引：6，自引：4，他引：2
为提高偏远山区柑橘园滴灌的管理效率,降低劳力投入,节约生产成本,利用低功耗设计技术研制了一个以干电池供电的滴灌控制器。控制器主要由ATMega88V单片机、电源电路、人机交互单元、双稳态脉冲电磁阀及其驱动电路组成。以可调数字电源提供0～10 V直流电压,分别在0～0.9 MPa管道水压条件下,测试了控制器的耗电情况,试验结果表明,控制器能驱动电磁阀开关动作的最低工作电压为3 V,电磁阀开关动作的电流随电压的升高而增大,水压条件对电磁阀开关动作电流影响不显著,当电压＞5 V时控制器的静态电流为50 μA,当电压从5 V下降至3 V的过程中,静态电流逐渐上升至最大值149.2 μA。采用型号为6LR61的9 V碱性电池作为电源,并使控制器每休眠5 s则驱动电磁阀开或关动作一次,以测试控制器连续工作于大负载下时的电池使用寿命,试验结果表明,电池可工作364 h,共驱动电磁阀开关动作272 160次。根据试验结果估算出,一节额定容量为2 500?mA·h的9 V电池可使控制器工作5 a以上。该控制器成本低,操作简单,适合于中小面积柑橘园的滴灌自动控制。 相似文献
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光伏并网发电系统的MPPT-电压控制策略仿真 总被引：7，自引：4，他引：3
在配电网络的末端,负载的无功波动将会对电网供电电压产生较大的影响,对光伏发电系统并网处系统侧的交流电压进行控制,可以提高系统的电压水平。根据光伏并网系统的结构,采用外环为电压环、内环为并网电流环的双环控制。通过abc/dq0变换将并网电流解耦为有功分量和无功分量,引入最大功率点跟踪（maximum power point tracking,MPPT）提供的直流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的有功分量,引入交流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的无功分量,实现了具有MPPT和电压控制能力的三相光伏并网发电技术。仿真结果表明MPPT-电压控制策略既能够实现光伏并网的最大功率点跟踪,也能够控制光伏发电系统接入点的交流电压,进一步提升了光伏并网发电系统的应用前景。 相似文献
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针对汽车网络安全性、可靠性等通信要求,参照AUTOSAR网络管理规范,提出一种基于故障检测的FlexRay网络通信管理方法,建立了节点内部网络通信管理状态转换模型,设计了Errorcheck状态下的分布式故障检测机制,给出了该机制下FlexRay网络参数及网络管理参数的计算方法,实现了网络节点状态实时监控和协同休眠功能。VectorCANoe中的仿真试验结果表明:该方法不仅能够实时在线管理FlexRay网络通信,实现高效的节点故障检测,而且可以有效降低网络通信管理带宽消耗约为5%。该方法为建立高可靠的车载网络通信管理系统提供了参考。 相似文献
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基于小波分析和BP神经网络的触电信号检测模型 总被引：8，自引：6，他引：2
针对从农村低压电网总泄漏电流中检测和判断触电电流信号的难题,该文提出一种基于小波变换和BP神经网络的触电信号检测方法。首先用触电物理实验平台对动物触电信号进行实测,选择合适的小波基和分解尺度对触电实验中总泄漏电流及触电电流进行小波多分辨分析,实现原始信号的预处理;再将预处理后的波形作为样本进行神经网络学习和训练,建立从总泄漏电流波形中提取触电电流波形的神经网络耦合模型,并用此模型对未训练的样本进行触电信号的检测,检测值与实际值的平均相对误差为3.93%,说明该方法能够从总泄漏电流中检测出触电电流信号,对于 相似文献
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基于比例复数积分的风力发电并网逆变器控制方法 总被引：1，自引：0，他引：1
针对现有新能源并网逆变系统存在控制算法复杂和硬件锁相环带来的成本增加等问题,该文提出了一种基于比例复数积分控制的双闭环控制新方法。该控制方法以比例复数积分控制作为电流内环,以功率源形式直流母线电压控制作为系统外环。前者解决了传统PI控制无法消除并网电流稳态误差的问题,后者实现了功率源直流母线电压的稳定,以保障并网系统正常可靠运行。该文对功率源输入并网逆变器的电流内环与电压外环的参数和性能进行了详细地分析,并搭建了基于Matlab/Simulink的仿真系统,验证了控制算法的正确性。在理论分析与系统仿真的基础上,采用TMS320F2812 DSP实现了系统数字化控制,并基于风力发电系统平台试验验证了所提出控制方法的可行性与有效性,结果表明网侧的功率因数保持在0.97以上,电网电流最大谐波约为2.13%,满足电网要求。 相似文献
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为解决微电网控制策略复杂、各微电源与储能侧功率协调困难的问题,考虑风光输出功率与负荷变化提出一种带积分控制器与在线修正参数的蓄电池充放电非线性控制策略。在建立的风、光微电源和蓄电池模型的基础上,以负荷功率需求为基准结合微电源的出力情况,获得储能系统出力规律;在状态空间法的基础上引入带积分控制器与在线修正调节参数控制蓄电池充放电,以DC/DC变换器协调母线侧与储能侧的电能传递。通过仿真试验表明,相比于传统控制策略,在各种情况下的动态恢复时间平均缩短了0.2 s,直流母线电压暂态冲击平均降低了0.6%,提议的控制策略能有效调控微电源与储能系统的功率平衡,保证微电网系统供电的稳定性,为微电网储能系统的控制研究提供了一定的参考。 相似文献
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能量自给的果园信息采集无线传感器网络节点设计 总被引：6，自引：5，他引：1
针对果园中所存在的无线通信障碍与电池更换困难问题,该文设计了一款适合果园信息采集的无线传感器网络(wirelesssensor network,WSN)节点。节点以MSP430F149为核心,nRF905射频芯片及其外围电路作为无线通信模块,CN3058和HT6292智能充电芯片及其外围电路作为太阳能充电模块,电机驱动芯片ULN2003及水平、垂直电机作为太阳追踪模块,DHT22空气温湿度传感器和TDR-3土壤含水量传感器及其外围电路作为传感器模块,并以该硬件平台编写了通信协议、应用程序和时间同步算法。分析、测试了节点的功耗、通信距离以及太阳能充电时间,在空旷地带有效通信距离达到202m;主电路电池由3V充电至3.6V所需时间为580min,传感器电路电池由5.6V充电至7.2V所需时间为283min;在无太阳能充电且节点系统工作周期为30min情况下,主电路生命周期理论值为497d,传感器电路生命周期理论值为147d。组网试验结果表明:网络丢包率小于1.5%,能够满足果园信息采集以及能量自给的应用要求。 相似文献
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超级电容串联储能系统的并联电容均压方法 总被引：1，自引：1，他引：0
针对现有超级电容串联模组均压电路对A/D采样电路精度要求高,均压速度受串联电容数量影响大的瓶颈问题,该文提出一种超级电容串联模组并联电容均压方法,包括通过开关与电感级联的并联电容均压电路和开关控制方法。该文基于离散时域法对储能系统状态向量进行了分析,验证了该均压电路的均压特性。应用时域仿真验证了计算结果。通过静置仿真试验验证4支电容均压时间与2支电容均压时间相同。最后该文进行了物理试验,设计了试验样机。理论分析、仿真和物理试验结果验证了该方法在超级电容模组静置、充电、放电工况下都具有均压作用,均压过程无需调用采样电路数据既可实现电压均衡,均压速度受串联电容数量影响小。 相似文献
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微热管阵列式太阳能空气集热-蓄热系统性能试验 总被引：3，自引：3，他引：0
该文采用了以微热管阵列(micro heat pipe arrays,MHPA)为核心元件的真空管型空气集热器与新型相变空气蓄热器,设计搭建了以空气为传热介质的太阳能集热-蓄热系统.集热器采用微热管阵列与真空管结合的新形式,蓄热器以相变温度42℃的月桂酸为蓄热相变材料,测试了系统在不同空气流量下集热过程的集热效率,蓄放热过程中蓄热放热的时间、功率,并在不同空气流量下对蓄热器的蓄热、放热特性进行了研究.研究表明:空气流量240m3/h工况下,集热效率最高;蓄热器的蓄热时间和放热时间最短,蓄热功率和放热功率最大,分别是633和486W;而空气流量60 m3/h能提供更加稳定的出口温度与放热功率,在供暖与干燥领域更加适用.集热-蓄热过程和放热过程阻力分别小于327和40 Pa,说明放热过程系统阻力损失较小,选用功率较小的风机就可提供空气流动的动力. 相似文献
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电动拖拉机田间巡航作业驱动转矩管理模型 总被引：1，自引：1，他引：0
针对电动拖拉机整机控制中与驱动转矩相关且通用性较强的功能环节,在驱动系统上层搭建了一种通用型的驱动转矩管理控制模型。以满足田间作业需求、提升作业质量为目标,将输入信号标定为期望作业车速,并进一步转化为电机目标转速。根据实际转速与目标转速的偏差,计算电机目标输出转矩,以使电机需求功率与作业负载相平衡。进一步考虑巡航作业过程中驱动转矩变化引起的整机冲击度、当前转速下电机可用最大转矩以及驱动系统过温、电池放电欠压的影响,依次搭建了针对目标输出转矩的斜坡限制、基于转速的转矩容量限制和极端工况下的比例减载限制模型。搭建了包括电池、驱动电机以及整机纵向动力学在内的电动拖拉机模型。基于驱动转矩管理模型设计了目标控制器,并搭建了dSPACE硬件在环测试平台,分别对转矩管理模型中的各个参数进行了标定,并对牵引作业工况下驱动系统的输出特性进行了测试,结果表明:在牵引作业时,实际车速可平稳跟踪期望作业车速,跟踪误差主要取决于驱动轮的滑转程度,当期望车速改变时,实际车速按标定斜率向期望值平缓过渡;作业过程中,模型输出转矩始终处于电机转矩容量范围以内,且转矩变化率不超过35N·m/s,与未经斜坡限制处理的原始目标转矩相比,转矩变化趋于缓和;当电池输出电压低于欠压报警阈值时,驱动转矩管理模型根据电池欠压程度将模型输出转矩比例缩减10%～27%,确保电池输出电压不低于停机阈值。所搭建的驱动转矩管理模型可为电动拖拉机整机控制器的设计提供技术参考。 相似文献
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太阳能供电的土壤剖面水分动态原位自动监测系统的研制 总被引：2，自引：2，他引：0
目前,商业化的土壤水分传感器在野外观测土壤剖面含水率时仍然存在测量深度不可调节、多传感器探头之间的互换误差、野外长期监测供电困难、成本较高等问题。为此,该研究设计并研制了一种太阳能供电的可实现野外长期工作的介电管式土壤剖面水分原位自动监测系统。该系统组成包括:传感器模块、主控模块、太阳能供电模块和参数设置软件。测量时,先将PVC管垂直安装至待测土壤中,安装过程不扰动土壤结构,主控与存储模块控制土壤含水率传感器在PVC管中上下移动测量土壤含水率,并同步记录土壤深度。此外,该系统可以根据实际需求通过PC机参数设置软件进行灵活设定测量参数(传感器测量深度、测量深度间隔和测量周期)。针对该系统的性能与测量精度开展了相关测试与观测试验,功耗测试结果表明该系统待机功率为0.35 W,工作功率为1.4 W,太阳能电池板最大输出功率为5W,太阳能电池板和锂电池配合供电的情况下能实现长时间续航;土壤含水率传感器在砂土和粉壤土中的标定试验表明:该系统测量结果与实际土壤体积含水率高度吻合,标定曲线决定系数R~2均大于0.99;经过校正后,该系统探头深度定位的标准偏差在0.2 cm以内。在两种质地土壤的滴灌试验结果表明:该系统分别在6和15 mL/min两种滴水速率下均能准确获取土壤剖面含水率的动态变化过程,为观测作物生长状态和根区水分变化、制定合理的灌溉策略以及研究并检验土壤入渗水动态模型提供了可靠的技术支持和保障。 相似文献
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电动农用车横向电池包的散热性能 总被引：1，自引：1，他引：0
强迫风冷散热是目前电动汽车电池包应用最广泛的散热方法,一般采用自然风或者空调风,其研究重点放在如何平衡各模块的流场条件,它具有结构简单、成本低廉、可维护性高等特点,较好地满足了现代电动农用车的使用要求。电池包不同进风口模式将影响强迫风冷散热性能,通过仿真计算方法研究比对不同进风口模式对电池包散热性能的影响,对电池包进风口模式选择和结构优化设计具有重要意义。该文基于55Ah锂离子电池单体发热功率测定数据,选取强迫风冷散热条件下的电动农用车横向电池包作为研究对象,针对持续加速、持续减速、搁置与脉冲放电、实车行驶等四种工况,采用FLOEFD软件对不同进风口模式的横向电池包散热性能进行计算分析,结果表明:两种进风口模式的电池组温升增幅明显高于内部温差,以纵向进风口为例,持续加速结束时刻,电池组最高温升和内部最大温差分别为3.91和2.24℃;持续减速结束时刻,电池组最高温升和内部最大温差分别为4.91和3.70℃;搁置与脉冲放电结束时刻,电池组最高温升和内部最大温差分别为5.17和2.94℃;实车行驶结束时刻,电池组最高温升和内部最大温差分别为7.36和5.40℃。纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差均低于横向进风口,其中,持续加速结束时刻,纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差分别比横向进风口低0.01和0.03℃;持续减速结束时刻,纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差分别比横向进风口低0.14和0.03℃;搁置与脉冲放电结束时刻,纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差分别比横向进风口低0.03和0.01℃;实车行驶结束时刻,纵向进风口的电池组最高温升和内部最大温差分别比横向进风口低0.36和0.08℃,选用纵向进风口模式将提高电池包强迫风冷散热性能。上述结论为电动农用车电池包进风口模式的选择和结构优化设计提供了参考依据。 相似文献
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针对食用菌培养基废弃物（菌糠）的资源浪费与环境污染,以及商业碳材料制备复杂等问题,该研究提出选取了不同出菇次数的菌糠作为原材料,通过简单的高温碳化方法,制备了一类低成本、微观结构各异的生物质多孔碳,经KOH高温活化调控产物孔径后,作为碳骨架材料应用于锂硫电池正极中,探究出菇次数对其电化学性能的影响。结果表明,出菇1次菌时,菌糠内营养物质部分分解产生孔隙,且滋生大量菌丝,经过KOH辅助活化碳化后获得具有发达三维孔道的海绵状碳骨架（AMRC-Ⅰ）,其比表面积显著增大（1 591.06 m2/g）,介孔比例提高（88.03 %）,有利于提高电化学活性物质利用率,表现出较高的初始放电比容量（1 111.31 mAh/g）和稳定的循环寿命（100次循环后保持355.99 mAh/g的可逆容量）。该研究表明出菇次数可以调控菌糠基碳骨架的微观结构,进而影响其作为锂硫电池正极基体时的电化学性能,为菌糠废弃物的高价值利用提供了新思路。 相似文献