拖拉机田间滑转率测定的理论探讨

拖拉机田间滑转率测定的理论探讨北京市农机鉴定站张京开１、坚实硬质路面滑转率的测定ＧＢ／Ｔ３８７１．９—９３《农业轮式和履带拖拉机试验方法第９部分牵引功率试验》中给出了坚实硬质路面上滑转率的计算公式为：式中：δ─—拖拉机驱动滑动率，％；ｎ０─—拖拉机以...     

基于滑转率的农用拖拉机犁耕控制方法研究

针对农用拖拉机犁耕作业工况,基于现有的电液闭环控制系统,提出了以滑转率为目标的拖拉机犁耕变论域模糊PID自动控制方法。结合拖拉机作业环境,阐明了驱动防滑控制系统的工作原理,并探究了滑转率的产生机理,进而设计出论域自动缩放的变论域模糊PID控制器。同时,开展了典型试验地块的田间犁耕试验,结果表明:提出的驱动防滑控制方法合理可行;应用的控制算法降低了系统波动幅度,优势更加明显,能够较好适应复杂多变的耕作环境。本研究对系统的精细控制与滑转率的精确识别均有一定的参考价值,且为未来精耕细作的田间管理模式奠定了理论基础。     

基于松软路面的滑转率对拖拉机性能的影响

松软路面上拖拉机车轮滑转比较突出,对拖拉机使用性能有很大影响。滑转率对拖拉机性能的影响主要表现在对牵引力、牵引效率等方面。为此,就车轮滑转对拖拉机牵引力和牵引效率的影响进行了分析,推出了含有负荷系数和滑转率两个变量的拖拉机牵引效率的计算公式,为松软路面上拖拉机滑转率的控制提供了一些理论原则。     

基于滑转率的拖拉机自动耕深模糊控制仿真

仿真分析了基于滑转率的拖拉机自动耕深模糊控制算法.首先建立系统的数学模型,并用Matlab/Simulink建立计算机仿真模型.然后设计系统的模糊控制器,进一步根据系统的数学模型进行了仿真分析,观察控制效果.同时用PID控制算法、模糊PID控制算法进行仿真,分别进行响应性、抗干扰、适应性的对比分析,结果表明,模糊PID和模糊控制算法较为合适,两者控制效果近似,但是模糊PID控制算法需要更多的变量,更为复杂.     

车轮动力半径与滑转率的研究

根据车轮运动学和动力学原理 ,从定义入手结合受力分析对驱动轮的动力半径和滑转率进行了深入分析 ,阐明了驱动轮运动状态与动力半径和滚动半径之间的关系 ,并对驱动轮动力半径进行了试验研究。     

基于滑转条件下的履带车辆原地转向特性研究

在考虑履带滑转的基础上,建立了履带车辆原地转向时的数学模型,并进行相关的运动学和动力学分析,推导出履带实际转向速度、转向角速度和滑转率的表达式均与横向偏移量S有关。列出动力学平衡方程,运用Matlab软件计算出横向偏移量S值。结果表明:在已知履带车辆结构参数λ为定值时,履带原地转向时相对应的横向偏移量S随地面参数f/μ的增大而增大;考虑履带滑转情况下的履带转向角速度是未考虑时结果的65.3%;选取不同地面参数对应的横向偏移量S在0.3～0.5之间变化时,履带车辆滑转率为30.8%～42.6%;机车主要参数已知时,对应的转向阻力矩约是传统算法下转向阻力矩的1.26倍。     

阿克曼转向农业机器人的多级模糊控制避障

针对大田作业农业机器人避障问题,引入多级模糊控制策略,通过三角信息融合法处理超声波阵列信息,并采用齐次坐标变换获取全局坐标系下的障碍物信息,将其分别作为主、子模糊控制器的输入.主模糊控制器实时调整子模糊控制器的量化因子和比例因子,子模糊控制器通过模糊推理获得农业机器人的几何中心速度和等效前轮转向角,并依据阿克曼转向原理...     

基于滑转率的四轮驱动汽车防滑模糊控制仿真

建立了四轮驱动汽车加速过程的数学模型,以滑转率为调节对象,提出一种基于模糊PID控制的驱动防滑控制ASR算法,设计了以发动机油门为控制对象的模糊-PID控制器并讨论了控制器切换参数的选取,并针对均一低附着路面以及分离路面在Simulink仿真环境下进行了动态仿真.对比仿真结果,表明模糊PID控制性能优于单一的模糊控制.     

基于滑转率的四轮驱动拖拉机防滑模糊控制算法仿真研究

根据拖拉机防滑相关知识和模糊控制理论,建立了以滑转率为控制对象的四轮驱动拖拉机防滑控制系统。利用Matlab设计了模糊控制器,对其进行仿真。结果显示,基于模糊控制的防滑控制系统可有效抑制驱动轮过度滑转。     

拖拉机自动转向试验台研制

农业机械自动转向是实现农业机械自动化和智能化的关键技术之一,农田作业工况较为复杂,拖拉机自动转向装置的现场安装调试费时费力。针对这一问题,本研究研制了一种拖拉机自动转向试验台,对拖拉机自动转向装置进行模拟调试与测试以保证其控制的准确性和可靠性,从而减少田间测试时间,降低安装使用成本。本研究选用120马力拖拉机前桥,通过对机械结构、液压系统和电气控制系统的设计计算,搭建了拖拉机自动转向试验台。利用惯性测量单元对转向系统工作性能进行测试,试验结果表明方向盘平均转向间隙为16.48°,车轮平均转角延迟时间为0.14s,响应速度和稳定性符合农业机械转向要求。所研制的拖拉机自动转向试验台能够用于测试拖拉机前桥的工作状态,并对其转向性能参数进行准确采集和记录,可为农业机械自动转向装置的调试和性能检测提供一个高效可靠的测试平台。     

自适应式丘陵山地拖拉机底盘传动及转向系统设计

针对丘陵山地拖拉机田间地头转向困难及已作业地块易被压紧压实的难题,设计了一种自适应式丘陵山地拖拉机底盘。其采用机械传动方式,发动机横向布置于车架上,动力由发动机一端经过皮带输送到变速器等传动部件用于底盘驱动行驶,另一端输出用于田间收割等作业。转向系统为断开式梯形结构设计,采用前轮偏转和四轮偏转两种转向方式,可实现全液压四轮异相位转向。结果表明：底盘最高及最低行驶速度分别为10.98 Km/h及0.91 Km/h,最大传动比为370.37,最小传动比为61.38,底盘前轮偏转时的最小转弯半径为2003mm,四轮偏转时的最小转弯半径为1494mm。该丘陵山地拖拉机具有良好的小地块作业适应能力。     

拖拉机转向驱动桥自动限滑差速器液压系统设计

为解决配备普通差速器的四轮驱动拖拉机在恶劣复杂路况下行驶时因扭矩分配不合理造成的车辆前行困难、动力损失等问题,改善限滑差速器的自锁性能,设计一种拖拉机转向驱动桥液压锁止式自动限滑差速器的液压系统.介绍液压锁止式自动限滑差速器的整机结构和工作原理;提供三种液压锁止方案,剖析三种方案的结构特点及优缺点,择优选择加装负载敏感...     

拖拉机自动驾驶转向轮角检测方法

以雷沃M904-D型轮式拖拉机为研究平台,采用WYH-3型无触点角度传感器,研究了轮式拖拉机转向轮角的标定和检测方法。介绍了拖拉机转向轮角度传感器的安装方法;采用带标度的转盘标定了角度传感器与拖拉机转向轮角之间的关系,标定结果表明,两者线性关系显著,相关系数超过0. 99。对轮角测试中存在的误差进行分析,提出基于最小二乘原理的转向轮角零位偏差估计方法,以估计车轮相对零位偏差。路径跟踪试验结果表明,其横向跟踪偏差的绝对值极值为2. 74 cm,偏差绝对值的平均值为0. 49 cm,标准差为0. 58 cm。提出的轮式拖拉机转向轮角测量模型在路径跟踪控制应用中表现出较好的效果,验证了转向轮角测试方案的可行性与准确性。     

拖拉机遥操作系统优化与性能试验

为改善农田作业者的工作环境、降低其劳动强度,课题组前期设计了一套基于无线网络的拖拉机遥操作系统,并通过试验验证了系统的可行性,但是该系统因采用单线程技术存在数据拥堵、人机交互界面通过鼠标按键操作存在误操作隐患、且不符合驾驶习惯等问题。为此,开展基于原有硬件条件的多线程技术与基于集成操纵装置的人机交互系统的拖拉机遥操作系统的优化与改进设计,进行随动性能试验与直线行驶、直角转弯、蛇行驾驶试验,以验证优化后系统的综合操作性能。试验表明,优化后的遥操作系统随动控制精度良好,指令执行时延在60 ms内;在拖拉机行驶速度为3. 17 km/h时,直线行驶最大误差绝对值不超过105. 3 mm,RMS误差最大不超过60. 1 mm;直角转弯执行精度较第1代系统有明显改善;蛇行轨迹与驾驶员实际驾驶时差别不大;总体遥操作驾驶体验良好。     

铰接摆杆式大功率拖拉机原地转向仿真与实验

基于欧拉四元数,利用含拉格朗日乘子的增广矩阵法建立铰接式拖拉机12自由度原地转向多体动力学仿真模型.采用12个状态变量的状态方程对转向液压系统进行描述.运用Matlab对液压系统与空间多体动力学的联合仿真进行编程.并与铰接摆杆式拖拉机硬质路面上原地转向的实验结果进行了对比分析,验证了模型.通过实验与仿真研究,获得了拖拉机原地转向的动态特性,为铰接摆杆式拖拉机线控转向技术与自动驾驶技术提供了理论基础.     

基于印制绕组的电磁式自供电拖拉机轮速传感器研究

针对传统供电方式难以适应现代农业传感器网络使用需求的问题,设计了一种基于印制绕组和Halbach阵列的电磁式自供电拖拉机轮速传感器。装置采用中间定子、两侧转子的结构形式,基于法拉第电磁感应定律对装置的输出感应电动势进行理论推导,确定其影响参数。使用有限元仿真软件,对影响装置输出性能的磁体排列方式、线圈匝数和装置气隙等进行仿真分析,并结合实际工程经验确定了定子线圈形状和永磁体极对数等参数。设计了后端电路,其可对装置的输出电压进行整流、测量和传输,从而计算转速,并可由装置直接供电。制作了装置样机,分别开展台架标定测试和实车应用试验。试验结果表明,装置转速和电压线性拟合结果良好,决定系数R2为0.99991,在转速400r/min下整流后的直流电压输出约为3.16V,可以满足为后端电路供电的需求。与商用编码器相比,在台架测试中装置的转速测量精度保持在1%以内,实车测试中精度基本保持在5%以内,可以满足实际使用要求。     

轮式拖拉机实时滑移率监测系统研究

为了获取轮式拖拉机行进过程中的实时滑移率,设计了基于LabVIEW和单片机的轮式拖拉机实时滑移率监测系统。系统以LabVIEW和单片机为数据处理核心,包括霍尔传感器模块、单片机测速模块、LCD1602A液晶显示模块、下位机和上位机通信模块、LabVIEW上位机处理数据显示实时滑移率模块。下位机系统主要负责采集拖拉机驱动轮速度和机身速度数据,上位机系统主要负责计算实时滑移率,同时系统将拖拉机工作过程中的驱动轮速度、机身速度及实时滑移率数据在上位机显示并储存到数据库中。不同路面工况下的试验结果表明:监测系统上位机与下位机运行稳定性可靠,测速误差率平均值为1. 61%,能够满足轮式拖拉机行驶时的实时性要求。该研究可为轮式拖拉机农耕作业陷车安全预警系统设计提供参考。     

基于模态规划法的履带拖拉机车架振动分析与优化

为优化拖拉机车架振动参数,改善驾驶舒适性,本文基于模态规划法对履带拖拉机车架进行振动分析与优化.现场测试了履带拖拉机田间行驶工况下车架X、Y、Z方向的时域振动参数,采用傅里叶分析法获取振动的线性自功率谱参数,数据表明加速度峰值对应频率为8.125 Hz、21.25 Hz、42.5 Hz和85.625 Hz.建立车架有限...     

基于间歇非稳态方法的溶氧装置增氧能力检测

针对常用溶氧装置增氧能力试验操作随意性和试验误差较大的缺点,通过试验研究,提出了一种基于间歇非稳态法的试验方法。从所需设施、设备,试验过程和计算方法几个方面进行了具体的说明。使用该方法对DP18-Y型多腔喷淋式溶氧装置进行了验证试验：在气液比（G/L）1︰100和1.5︰100两种条件下,系统稳定运行约130和220 min,池内的平均溶解氧质量浓度达到17 mg/L（接近理论饱和溶解氧浓度）,3个测量点示值误差在±0.78 mg/L范围内;在两种气液比条件下重复进行3次试验,增氧能力计算结果分别为(20