小型智能渔获连续输送系统的研制

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhiming0077
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由于人民物质生活水平的改善,人们对鱼虾等水产品的需求量也逐渐增多,中国渔业迎来了稳步发展的时代。水产养殖业与海洋捕捞业也飞速发展,在渔业捕捞中,我国传统的渔获打捞方式往往具有劳动强度过大、效率低下以及鱼类死亡率过高等弊端,严重影响了渔业的经济效益。针对以上传统渔业捕捞中存在的问题,本文开展了吸鱼泵水动力学设计和性能优化以及渔获输送控制系统设计等研究工作,研制了水下吸鱼泵和基于模糊PID控制的智能渔获输送系统装备。该装备的研制和应用将有助于解决传统渔业捕捞中存在的效率低、渔获伤亡率高等问题,提升渔获输送效率。论文的主要研究内容包括:1)开展了吸鱼泵水动力学设计和性能优化:系统分析研究了吸鱼泵蜗壳及叶轮的三维建模特点,对吸鱼泵流体网格模型划分,并开展了吸鱼泵的流场分析,结合吸鱼泵旋转流域的计算,分别进行定常流场和非定常流场的计算分析,获得最优的吸鱼泵水力模型,并研制了吸鱼泵样机;2)开展了吸鱼泵控制算法设计。以变频调速原理为基础,研究了智能渔获输送变频调速控制器的结构与组成、模糊PID控制算法;3)研制了吸鱼泵控制系统:以可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)为核心控制器,采用台达WPLSoft软件编制了一套智能渔获连续运输系统的运行程序,并采用“组态王”构造了上位机监控窗口;4)系统性能测试:将吸鱼泵样机与设计的智能控制系统集成研制出岸基智能渔获捕捞系统,并进行了试验性能测试。通过计算分析发现,吸鱼泵的出口位置速度分布均匀,出口压力脉动也较小,满足吸鱼的功能需求;通过建立仿真模型,验证模糊PID控制系统对吸鱼变化速率的跟踪效果和动态调节变频器的输出频率。结果显示,智能渔获模糊PID控制能够很好的增加系统的鲁棒性,减小系统的稳态误差,验证了模糊PID在变频调速PLC吸鱼控制系统的可行性。同时,对研制的水下吸鱼泵以及岸基渔获捕捞系统开展了试验测试,结果表明该研究成果的扬程达14 m、流量达70~3m/h、渔获损伤率低于5%,各方面符合工程设计要求,在渔获输送环节中提高了作业的自动化水平,并表现出了操作简单、效率较高、鱼体损伤发生率低等技术优势。
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