基于磁致伸缩的大功率拖拉机阻力传感器设计

基于磁致伸缩原理,设计了一种大功率拖拉机电-液提升器用销轴式阻力传感器。根据铁磁学理论、安培环路定理以及磁路欧姆定律建立了传感器励磁电路的数学模型,并在Matlab/Simulink中对传感器的电压信号输出随负载的变化情况进行了仿真分析。采用45调质钢和40Cr调质钢两种材料作为传感器外壳进行对比。传感器剪切力静态加载试验结果表明：45调质钢静态特性曲线线性度决定系数R2为0.9965,加载70 kN剪切力时输出电压为0.55 V,性能优于40Cr调质钢。     

基于自动机械式变速的拖拉机定速巡航系统

为了将定速巡航系统应用于大型农场拖拉机轻载作业(播种和喷药等),该文以福田雷沃TG1254型拖拉机为平台,研制了一种电-液自动机械式变速装置,设计了一种油门自动调节装置,开发了基于ARM7的单片机控制系统,设计了增量式比例积分微分(PID)控制算法。并在平整水泥路面上以不同车速对设计的定速巡航系统进行试验,试验表明,所开发的定速巡航系统具有较高的可靠性和稳定性,速度控制精度在0.2m/s以内,达到定速巡航要求。该文为实现拖拉机各种车速下的定速巡航提供了硬件支持。     

大功率拖拉机电液提升器比例提升阀设计

针对大功率拖拉机电液提升器,设计了比例提升阀,对4种不同型式节流口的流量特性进行了对比.基于状态空间法,建立比例提升阀的动态数学模型及仿真模型,在Matlab/Simulink中进行仿真及参数优化设计,并进行了室内试验.结果表明,采用半圆形节流口的阀芯行程短且具有良好的小流量特性;经参数优化之后,比例提升阀控制电流与流量曲线线性度决定系数为0.9986,动态阶跃响应超调量为6.25％,调整时间为0.3s.     

基于ADAMS的玉米植株收获过程仿真

在Pro/E中建立了摘穗辊及玉米植株收获模型,利用Pro/E与ADAMS的接口MECHANISM/Pro将所建模型导入了ADAMS中,通过分析植株受力,在ADAMS中建立了玉米植株与摘穗辊收获过程的虚拟样机模型,并添加约束和驱动.运用传感器技术,通过脚本仿真控制实现了玉米植株与摘穗辊收获过程的仿真,分析了玉米植株在倾角为79°时的收获数据,最后依据收获时间、果穗啃伤分析了倾角对收获过程的影响,得出了玉米植株收获的理想倾角为89°,为立辊式玉米收获机关键部件的设计提供了参数支持.     

农业机械底盘机械式变速箱虚拟装配

研究了农业机械的机械式变速箱虚拟装配模型建立方法,并实现了其虚拟装配.将虚拟装配模型分为装配零件固有信息和动态信息的对象模型、装配成员之间层次关系的装配树模型、零部件之间配合约束的关系图模型,通过CAD系统与虚拟装配系统之间的模型数据转换方法获取装配模型信息,在虚拟装配系统中建立装配模型.采用基于空间位置和几何约束的自由度分析法,实现了虚拟装配过程中的运动约束.利用虚拟现实软件EON及其二次开发技术,建立虚拟装配模块,实现了某机械式变速箱的虚拟装配过程.     

微型轿车八自由度整车动力学仿真与试验

汽车是一个复杂的动力学系统,很难建立一个非常精确的模型,须根据具体情况进行简化.在建立八自由度数学模型的基础上,用能量法推导出了微型轿车的质心加速度、相对动载、动挠度和加速度均方根值的表达式,用Matlab编制了仿真程序,并对某一车型进行了仿真计算.仿真结果与试验结果基本吻合.验证了所建数学模型和推导的正确性.     

大尺度作物面积车载调查辅助系统软件设计

在大尺度作物面积车载调查系统（VGGV）硬件设计的基础上,开发了定位导航模块、视频图像采集模块以及数据库管理模块。该辅助系统拥有强大的GIS功能,可提供用户查询、缩放地图、漫游、最短路径计算、保存野外采集试验的AVI视频、提取野外实时采集的BMP图像等功能。实践表明,VGGV辅助软件系统提高了其统计的效率和可靠性,能够及时、准确地统计大尺度农作物的种植面积。     

基于滑转率的双电机双轴驱动车辆转矩协调分配

针对双电机双轴驱动车辆的驱动转矩分配问题,提出了一种以抑制车轮过度滑转、提升整车牵引力为目标的前后电机转矩协调分配策略。该策略分为上、下2个层次,上层负责根据车辆当前状态及路面条件计算出可用于分配的最大驱动总转矩,并与驾驶员需求转矩以低选原则作比较输出,下层负责上层输出转矩在前、后驱动电机之间的协调分配。基于该分层架构,采用滑模控制算法设计了前后电机转矩分配控制律以及相应的转矩分配控制器。在Matlab/Simulink环境下分别建立了控制器模型及车辆动力学模型,对不同路面条件下的控制效果进行了仿真分析。基于d SPACE平台,搭建了硬件在环仿真测试系统,对转矩分配控制器的实时控制性能进行了验证。结果表明:硬件在环测试结果与软件仿真结果具有良好的一致性,并且,在左右对开路面上,前后轴滑转率均被稳定控制在0.12以内;在对接路面上,前后轴滑转率不超过0.05,车辆原地起步加速8 s后的末速度提升了9.9%;在均一低附着路面的转弯过程中,内侧车轮的最大滑转率被抑制在0.2附近,改善了车辆在低附着路面上的转向能力。     

基于速度自适应的拖拉机自动导航控制方法

针对速度因素对拖拉机自动导航系统稳定性的影响,提出了基于横向位置偏差和航向角偏差的双目标联合滑模控制方法,在建立两轮拖拉机-路径动力学模型和直线路径跟踪偏差模型的基础上,应用Matlab/Simulink进行整体系统仿真,验证了控制方法的可靠性;以雷沃TG1254拖拉机为载体搭建了自动导航控制系统田间试验平台,分别在定速和变速条件下,进行了拖拉机直线路径跟踪控制的田间试验;分析了不同速度条件下的动态跟踪控制效果,验证了设计的自动导航控制系统的稳定性和控制精度。试验结果表明:在拖拉机田间作业常见的定速直线行驶工况下,采用基于速度自适应的双目标联合滑模控制方法,拖拉机直线路径跟踪控制的横向位置偏差最大值为10.60 cm,平均绝对偏差在3.50 cm以内;航向角偏差最大值为3.87°,平均绝对偏差在1.70°以内;在进入稳态以后,前轮转向角最大摆动幅度为3°,摆动标准差为0.80°。结论表明,该文提出的基于速度自适应的拖拉机自动导航控制系统,能基本实现不同速度下的直线路径自动跟踪控制。     

机械系统虚拟样机技术的研究与开发

回顾了机械系统虚拟样机技术的发展历史,简述了它对缩短机械系统产品设计开发的周期、降低成本、提高质量等方面的作用。对比分析了其理论基础──求解机械系统运动学和动力学的各种常用方法及其特点。阐述了国内外机械系统虚拟样机技术的研究现状,以及目前国内研究存在的问题。最后提出并分析进一步研究与开发的任务和对策。