A simulation model of 2WD tractor performance

The aim of this study was to develop a model that can accurately simulate the performance of a 2WD tractor with a suspended working implement (cultivator) on various types of soil. The following performance indicators were assessed with the use of the developed model: tractor's overall efficiency, tractive efficiency, specific fuel consumption and soil productivity. The proposed model supports the determination of performance indicators accounting for the overall loss of energy during machine operation. Overall efficiency is such an indicator. The value of this parameter varies significantly subject to changes in tractive force from 0 to 7 kN for the analyzed values of the fuel injector control signal and the total transmission ratio in the third (3L), fourth (4L) and fifth (1H) gear. For this reason, the above indicator may be used to determine the optimal parameters of tractor performance. The above variability was not reported in respect of the coefficient of tractive efficiency.     

悬挂装置参数对拖拉机振动特性的影响

为研究不同农具位置对悬挂农具拖拉机振动特性的影响,以东方红-LX754拖拉机和淮丰1LS-740深松机为研究对象,采用CATIA软件建立拖拉机和农具简化的几何模型以及MATLAB编写随机路面文件,并基于ADAMS软件修改轮胎参数文本和导入随机路面激励文件,构建深松机-拖拉机-路面系统的虚拟样机。通过仿真研究悬挂装置参数对拖拉机驾驶员垂向振动加速度、座椅安装处俯仰振动角加速度、拖拉机质心垂向振动加速度的影响。结果发现,内提升臂与水平方向的夹角从20°增大到70°时,驾驶员垂直振动加速度峰值从30.09 m/s~2降低到17.61 m/s~2,垂直振动峰值频率从1.36 Hz增大到2.12 Hz,座椅安装处俯仰振动角加速度峰值从11.12 rad/s降低到7.56 rad/s,拖拉机质心垂直振动加速度峰值从42.42 m/s~2降低到29.33 m/s~2。     

基于MATLAB/Simulink和ADAMS的拖拉机建模与振动仿真分析

基于多体动力学研究的理论和方法,利用MATLAB和ADAMS软件分别建立JS-754拖拉机振动的数学模型和机械模型,进行随机振动和脉冲输入的平顺性仿真分析。数学模型包括利用拉格朗日第二方程建立拖拉机3自由度振动模型,从轮胎动态特性出发,建立拖拉机整车—轮胎耦合系统;机械模型借助虚拟样机技术对JS-754拖拉机整车实体建模,并定义整车各个部件约束关系。仿真结果表明,JS-754拖拉机在D级路面下座椅处垂向加速度均方根值为0.390 9 m/s2,脉冲激励输入下座椅处垂向加速度最大响应小于34.59 m/s2。仿真得到轮胎特性随车行驶时变化曲线,座椅处振动频率的范围集中在3-5 Hz。研究表明,JS-754拖拉机平顺性较好,提出的拖拉机振动建模方法具有较强的参考价值,可为拖拉机以及其他非道路车辆平顺性的研究提供理论依据和建模思路。     

科尔沁沙地轮式拖拉机牵引性能的试验研究

该文讨论了拖拉机牵引性能的评价指标，并通过在科尔沁沙地实地试验，研究了拖拉机的牵引性能与驱动形式、轮胎宽度以及充气压力之间的关系，该文最后得出使用丰收１８０和丰收１８４最大挂钩牵引力以及达到这一工况的最佳轮胎充气压力。     

叶轮与胶轮并装对小型拖拉机牵引附着性能的影响

为改善小型轮式拖拉机在旱地作业时的牵引附着性能,采用单驱动轮试验装置,在麦茬地中对单叶轮、单胶轮和并装轮(叶轮与胶轮并装)进行了对比试验。结果表明,与单胶轮相比,叶轮与胶轮并装在允许滑转率(20%)条件下时附着系数增加了45%,拖拉机的牵引力提高了19.56%,牵引功率提高了10%。表明小型轮式拖拉机叶轮与胶轮并装可提高旱地作业,特别是重负荷作业时的牵引附着性能。     

树枝直刃剪切数学模型与试验

【目的】基于材料力学和弹性地基梁理论对直刃刀片剪切树枝过程进行理论建模,并根据该模型计算出直刃刀片剪切树枝所受的剪切力。【方法】以石硖品种龙眼树枝为试验材料,利用万能材料试验机和摩擦试验台等仪器测定龙眼树枝的相关力学特性参数和滑动摩擦因数,测量并用模型计算树枝不同含水率(w)、直径和不同刀片刃角下动刀片剪切龙眼树枝的峰值剪切力,剪切试验所用刀具的刃角分别为10°、20°和30°。【结果】当树枝直径为20.4 mm、相对含水率为76%、刀片刃角为20°时,刀片剪切力理论计算曲线与试验曲线趋势一致,峰值剪切力的误差约为2.3%;当树枝直径为15.3 mm,刀片刃角为20°,且树枝含水率大于纤维饱和点(30%)时,刀片峰值剪切力随含水率升高而增大,计算值在试验值的误差范围内;当树枝直径为24.6 mm、含水率为76%,且刀片刃角从10°增大到30°时,峰值剪切力显著增大,计算值处于试验值的误差范围内。【结论】该理论模型可用于预测剪切力并分析不同力学参数对峰值剪切力的影响,为修剪机具剪切机构的设计和优化提供参考。     

小型旱地深耕节油弹性轮室内土槽试验研究

在室内土槽中对弹性轮进行了牵引性能试验研究及弹性轮与7.50-16橡胶轮胎牵引性能对比试验研究。结果表明,弹性轮以牵引系数表示的牵引性能明显优于7.50-16轮胎,且达到履带行走装置的水平,为进一步优化弹性轮结构参数提供了理论依据。     

基于空间效应与竞争效应的林木遗传分析模型

【目的】建立空间效应与竞争效应的分析模型,以提高林木遗传评估的准确性.【方法】利用R软件及其程序包breed R模拟数据,结合实测数据,采用XFA1结构拟合加性效应、近邻竞争效应和AR1结构拟合空间效应,建立随机区组设计模型(RCBM)、空间模型(SM)、空间与测量误差模型(SUM)和空间与竞争模型(SCM),运行ASReml估算遗传参数,进行模型比较。【结果】对于模拟数据,估计的参数结果均显示SCM是最优模型,其大大降低了随机误差方差,随机误差方差分别由7.56(RCBM)、5.72(SUM)降低到3.13(SCM),分别降低了58.6%、45.3%,并估算到四周近邻竞争方差;SCM模型估算的单株狭义遗传力在0.40左右,高于RCBM(0.24)和SUM模型(0.30);设置参数的不同初始值,SCM估计的参数结果均较为稳定;对于实测数据,估算结果与模拟结果比较一致。【结论】SCM模型是新的单株混合模型,可用于林木遗传分析。     

Using a vision sensor system for performance testing of satellite-based tractor auto-guidance

A vision sensing system for the measurement of auto-guidance pass-to-pass and long-term errors was implemented to test the steering performance of tractors equipped with auto-guidance systems. The developed test system consisted of an optical machine vision sensor rigidly mounted on the rear of the tested tractor. The center of the drawbar hitch pin point was used as the reference from which to measure the deviation of the tractor's actual travel path from its desired path. The system was built and calibrated to a measurement accuracy of better than 2 mm. To evaluate the sensor, two auto-guidance systems equipped with RTK-level GNSS receivers were tested and the results for different travel speeds compared. Pass-to-pass and long-term errors were calculated using the relative positions of a reference at a collocated point when the tractor was operated in opposite directions within 15 min and more than 1 h apart, respectively. In addition to variations in speed, two different auto-guidance steering stabilization distances allowed for comparison of two different definitions of steady-state operation of the system. For the analysis, non-parametric cumulative distributions were generated to determine error values that corresponded to 95% of the cumulative distribution. Both auto-guidance systems provided 95% cumulative error estimates comparable to 51 mm (2 in.) claims and even smaller during Test A. Higher travel speeds (especially 5.0 m/s) significantly increased measured auto-guidance error, but no significant difference was observed between pass-to-pass and long-term error estimates. The vision sensor testing system could be used as a means to implement the auto-guidance test standard under development by the International Standard Organization (ISO). Third-party evaluation of auto-guidance performance will increase consumer awareness of the potential performance of products provided by a variety of vendors.     

用于滑转率控制的拖拉机机组瞬态阻力模拟器

在室内土槽台车上，研制了用于滑转率控制实验的拖拉机机组瞬态阻力模拟器，利用磁粉制动器作为施力装置。它可以替代拖拉机机组中的犁和电液伺服系统，既能模拟静态阻力和阻力扰动，又能模拟犁调节过程中的阻变化，这为研究滑转率控制系统的特征、寻求最佳控制算法提供了必要的实验手段。     

拖拉机集材道最大坡度和最大坡长的探讨

本文对林业部颁发的“东北内蒙古国有林区采伐更新调查设计规范”关于拖拉机集材道最大坡度和最大坡长的规定进行了讨论。并以集材-50拖拉机为例对空车上坡、满载下坡、满载上坡等工况进行了计算和分析。结论是:规范关于集材坡道最大坡度的规定,主要由空车上坡时附着力、重载下坡时利用发动机制动且变速器挂低档控制拖拉机下滑速度及保证发动机可靠润滑等因素决定。重载逆坡最大坡度,冬季决定于附着力,夏季决定于发动机扭矩。作者认为,该规范关于最大坡度的规定较合理,但对最大坡长进行限制缺乏充分根据,因此对最大坡长一般没有必要限制。     

用VC++6.0和80C196KC单片机实现拖拉机仿真机组综合控制

介绍了拖拉机仿真机组控制系统的组成、作用和工作原理。它是一个由中央监控系统和多个子系统组成的、响应有滞后的分布式控制系统，对这样的控制系统，串行通信控制是一种有效的控制方法。在控制系统中，上下位机的信息交换通过串行口完成，可靠地传输控制信号和准确地执行控制命令是实现控制目的的关键。在VC＋＋6.0环境下利用MSComm控件，制定了具体的通信协议，编程实现了和80C196KC单片机串行通信的分布式综合控制。试验结果表明，控制效果很好，具有一定的实用意义。     

山地履带拖拉机纵向坡地越障性能仿真分析及试验验证

山地履带拖拉机作为一种农用动力机械,工作在地形复杂、条件恶劣的丘陵山区,因此,要求其不仅具有一般履带拖拉机的基本特点,而且应具有良好的坡地越障性能。利用Pro/E三维软件绘制山地履带拖拉机车体几何模型,并在多体动力学软件Recur Dyn中完成履带行走机构的选配及整机动力学模型的建立,同时利用Recur Dyn自带的地面Ground模块建立地面模型,基于以上3种模型对该机进行多体动力学仿真,分析速度、坡度角及拖拉机质心位置对其纵向坡地越障性能相关参数的影响。仿真结果表明,在车速与坡度角一定的情况下,质心位置越靠车体前端且越接近地面,越有利于纵向越障性能。相关的坡地实测试验所测得结果与仿真结果基本保持一致,验证了仿真模型的正确性,为山地履带拖拉机进一步的改进设计提供理论参考依据。     

基于DGPS定位与双闭环转向控制的农业自动导航系统

以东方红X-804拖拉机为平台,开发了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相组合的农业自动导航系统。系统主要包括RTK-DGPS接收机、姿态航向参考系统(AHRS)、转向控制器、电控液压转向装置和转向角检测传感器。设计了Kalman滤波器对定位数据进行平滑处理,同时实现航向角的校正。为实现自动转向,在拖拉机原有手动控制系统基础上加上电控比例液压阀,并设计电控单元。然后,推导了转向系统的数学模型,通过Matlab仿真工具箱得到传递函数的参数,设计了双闭环转向控制算法。最后,进行了算法验证试验和田间试验,结果表明,双闭环控制方法较好抑制了稳态时的震荡现象,方波信号的角度跟踪稳态时最大误差0.60°,平均误差0.40°,平均延时为0.20 s;设计的Kalman滤波器有助于提高定位系统的精度,横向跟踪误差不超过0.09 m,转向角度平均跟踪误差为0.43°,延时0.25 s。     

A program in Visual Basic for predicting haulage and field performance of 2WD tractors

A tractor drawbar performance program that predicts the performance of two-wheel-drive (2WD) tractors for haulage as well as field operations for both bias-ply and radial-ply tyres is developed to meet user requirements in educational and research organizations. The program is written in Visual Basic programming language. The program provides an intuitive user interface by linking databases such as tractor specifications, tyre data, implement and trailer specifications and traction equation coefficients to predict the performance of a selected tractor model. The program has been proven to be user friendly and efficient for various field operations under frictional–cohesive soils.     

拖拉机线控液压转向路感特性设计

在分析拖拉机转向路感特性的基础上,采用转向油缸活塞杆受力和车速两个参数变量作为转向路感的信息来源,根据线控液压转向系统对转向路感特性的要求,选择了较为理想的曲线型转向路感特性曲线方案;分析了转向路感、转向油缸活塞杆受力及其与车速的关系;并采用试验测试方法,对全液压转向式拖拉机在泥土软地面条件下进行转向测试,得出了在所给定的不同车速下所对应的油缸活塞杆受力的最大值,并据此拟合出车速感应曲线,得出曲线型转向路感特性曲线图。结果表明,所设计的曲线型转向路感特性能很好地协调转向轻便性和路感之间的矛盾。     

拖拉机电液悬挂半物理仿真系统设计及试验

为实现拖拉机电液悬挂系统的准确控制,以福田雷沃欧豹TG1254拖拉机为研究平台,设计了一套拖拉机电液悬挂半物理仿真系统.该系统硬件平台主要包括拖拉机液压回路、传感器、数据采集装置等;软件平台采用SIT模块,联合LabVIEW和MATLAB建立控制器模型.设计自适应控制算法,实现系统的牵引力调节、位置调节和力位综合调节并进行了实车试验.在牵引力调节试验、位置调节试验和力位综合调节试验中,系统过渡过程时间均低于或等于6s,系统超调量小于或等于25%,系统控制过程平稳,耕深稳定,实现作业质量提升.     

自动导航拖拉机的农机具作业精度研究

针对自动导航拖拉机带农机具作业时农机具跟踪误差会被放大的问题，提出了1种能够提高农机具作业精度的拖拉机导航算法。采用路径跟踪误差最小的优化控制方法，研究拖拉机自动导航作业时引起机具误差大的因素及改进方法，设计具有农机具误差项的拖拉机模型预测控制算法，对该算法进行可行性试验及对比试验。试验结果表明采用带机具误差项的算法使农机具横向偏差平均降低了42.36%，横向偏差标准差平均降低了40.91%，航向角最大偏差平均降低了6.11%,航向角偏差标准差平均降低了31.04%。结果表明增加农机具误差项的模型预测控制算法能有效提升农机具的作业精度。     

履带式拖拉机作业性能的计算机模型

本文建立了农用履带式拖拉机田间作业的微机模拟模型。该模型将发动机特性、传动系、行走系特性及土壤强度性质容为一体,以模拟整体拖拉机田间作业。文中列出了具有代表性的模拟结果,与实验数据进行比较表明,模拟结果能够较为准确地反应实际情况。该模型可用来模拟田间试验、研究土壤强度和拖拉机参数对拖拉机作业性能的影响,对拖拉机使用性能的研究将起到一定的作用。     

农用轮胎径向刚度和阻尼系数试验研究

将轮胎简化为由线性弹簧和阻尼组成的径向元件,与质量块构成单质点有阻尼自由振动系统。基于自由振动对数衰减法测试原理,研制了轮胎径向刚度和阻尼的测量装置,对一种中型拖拉机导向轮与驱动轮轮胎径向刚度和阻尼系数进行了试验研究。结果显示:径向刚度随轮胎充气压力的增大而增大,增大的趋势逐渐变缓,呈对数增加;轮胎的阻尼特性随充气压力的增大而减小,减小的趋势逐渐变缓,呈对数减小。并给出了计算农用拖拉机导向轮与驱动轮轮胎径向刚度和阻尼系数的回归公式,该公式可作为同类农用轮胎径向刚度和阻尼系数的计算公式。