基于无线网络的拖拉机遥操作系统设计与试验

为降低驾驶员的劳动强度以及改善其工作条件,设计了一套基于无线网络的拖拉机遥操作系统。首先提出了拖拉机遥操作系统总体设计方案,然后针对茂源MY250型拖拉机进行了执行机构改造,包括离合、制动、转向、油门、熄火执行机构以及启动控制,并设计了遥操作控制系统,包括用户界面与车载控制系统。最后进行了通信性能测试、执行功能测试与驾驶试验。结果表明,遥操作系统平均指令通信时延为0.074 ms,视频时延最大不超过373 ms,拖拉机各执行机构控制误差最大不超过2.21%,行驶速度为2.08 km/h时,直线行驶最大误差绝对值不超过208.5 mm,RMS误差最大不超过85.5 mm。     

汽车线控转向系统路感模拟方法

线控转向系统取消了传统转向系统方向盘到转向车轮的机械连接,因而转向路感无法直接反馈给驾驶员,为此通过对汽车转向系统路感的理论分析,建立了线控转向系统动力学模型。采用卡尔曼滤波技术对汽车转向系统齿条受力进行估计,并引入电动助力转向系统的助力特性,设计复制电动助力转向系统路感的线控转向系统路感模拟方法。试验结果表明,路感模拟方法可以使驾驶员获得有效的路感信息,提高了汽车的操纵性和舒适性。     

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。     

装载机线控转向路感控制策略

设计了铰接式装载机线控转向系统,在分析装载机路感特性的基础上,提出系统控制策略,并设计了一种基于BP神经网络整定的自适应PID控制器,实现了PID参数的在线调整。仿真和实验结果表明,该控制器可使线控转向系统实现理想的路感特性。     

汽车电动助力转向系统路感特性分析

讨论了汽车转向路感的形成及定义,对电动助力转向系统的路感特性进行了分析,研究了电动助力转向系统路感的影响因素,提出了改善电动助力转向系统路感的方法,并对电动助力转向系统进行仿真分析,结果表明所提出的方法是正确有效的.     

线控转向汽车的路感特性试验设计研究

首先分析了线控转向汽车的工作原理和结构特点,接着针对路感特性试验的需求选用了试验仪器,然后明确了试验条件,最后确定了试验方法。     

线控液压转向系统路感控制策略研究

设计了一种空间布局合理、结构简单的线控液压转向系统,介绍其结构组成、工作原理和控制策略。该系统可以替代目前工程机械中常用的全液压转向系统,利用电信号传输代替全液压转向系统中的油压动能传递,同时实现基于模糊PID控制的路感反馈。通过使用MATLAB/Simulink对该系统的仿真试验可得,所设计的控制器可实现理想的路感特性。     

一种拖拉机全液压转向系统设计研究

以东方红-LF954动力换挡轮式拖拉机为研究对象,结合拖拉机的实际作业特点以及需求,进行了全液压转向系统的设计方案研究。     

基于立体视觉的遥操作机器人力感示教控制策略

为提高遥操作机器人的安全性和操作性能,利用人类对力觉信息更敏感的特点和视觉特有的“预测与导引”功能,将视觉对现场环境的认知结果以虚拟力(包括作业对象引力、障碍物斥力)的方式同操作者的操纵力信号融合,提出遥操作机器人的力感示教控制策略.力感示教控制策略将机器智能与人类高级决策的优点相结合,可有效提高遥操作机器人的作业效率与局部自主,降低对操作者熟练程度的要求,以及避免大时延系统中由图像时滞导致的机器人操控盲目性.对该控制系统的体系结构、作业环境空间信息的提取、控制方法等进行了阐述,并通过实验验证了控制方法在提高遥操作机器人作业效率和安全性等方面的优越性.     

拖拉机自动导航转向系统的设计及仿真

依照拖拉机自动导航转向系统的要求,设计了一种自动转向系统的改造方案,通过加装三位四通电磁换向阀和比例调速阀的旁路节流调速回路,对转向轮的转向和转向速度进行了控制;然后,结合拖拉机结构对其油路改造进行了设计;最后,利用 AMESim 对系统进行了建模仿真,分析了其动态性能。结果表明,此方案具有效率高、动态响应性能好、精度高及油路改造简单方便等特点。     

采用平衡阀实现拖拉机平滑转向的电控液压系统

转向轮转向角是车辆自主导航系统关键的控制参数,三位四通比例电磁换向阀实现闭环电控液压转向被广泛采用。由于地面对转向轮的回正力作用,电磁阀阀芯由中位滑至侧位实现转向控制动作的起始瞬间,转向轮容易产生"回摆"现象,难以通过转向角闭环控制消除,影响转向轮伺服控制系统精度。为此,首先对转向"回摆"问题进行动力学分析,得出电磁阀开通瞬间转向轮受力不平衡是造成拖拉机转向轮产生回摆的主要原因;接着提出一种在液压回路中添加平衡阀来消除转向轮"回摆"的方法,分析了其工作原理及调试方法,通过实车试验进行对比验证。结果表明:添加平衡阀维持了电磁换向阀开通瞬间转向轮受力平衡,较好地克服了转向轮回摆问题,提高了拖拉机转向轮转向角闭环控制精度,系统±10°阶跃响应静态闭环跟踪测试超调量12.6%,平均峰值时间0.8s,且都在1.5s内达到期望值(此设定期望值偏差是0.5°)。     

拖拉机自动换挡控制系统设计

介绍了拖拉机自动换挡控制系统的结构组成和功能应用,并进行了软硬件设计。硬件系统以 AT89C52单片机为核心,采用 C51高级语言进行软件开发。该控制系统能够采集数据信号,得到拖拉机当前运行状态,根据得到的换挡规律进行计算,从而确定最佳换挡点,控制换挡油缸进行自动换挡,极大地改善了拖拉机燃油经济性、生产效率以及舒适性。     

拖拉机无线射频遥控换挡系统设计

设计了一种适用于拖拉机的无线射频遥控换挡系统,论述了设计原则与总体方案,对编码解码器、无线发射接收模块、单片机进行了选择,对硬件部分电路进行了设计,完成了单片机系统的编程、模拟与调试,并验证了该设计的正确性。     

拖拉机电液助力转向系统的研究

设计了一种用于拖拉机的电控液压自动助力转向(EHPS)系统,将方向盘阻力转矩引入到系统中,实现了转矩感应型助力特性的液压助力转向,既可保证转向轻便性,确保实时提供足够助力,又减少能量损失。基于AMESim软件建立了EHPS系统仿真模型,分析结果表明系统具有良好的控制精度和快速响应特性。     

丘陵山地拖拉机姿态主动调整系统设计与实验

为保证拖拉机在丘陵山地的安全作业,并提高作业效率及乘坐舒适性,设计了基于双闭环PID算法的丘陵山地拖拉机姿态主动调整系统。首先,根据丘陵山地特定作业需求设计了姿态主动调整系统,包括姿态调整机构、液压驱动系统和控制系统;然后,建立了系统动力学模型,通过数值分析验证了该自动调平控制算法的有效性;最后,在山东五征集团生产的拖拉机上安装此系统,并进行了实验验证。结果表明:所设计的姿态主动调整系统在±10°的坡地上调平时间为7. 5 s,最大调平误差小于0. 5°,左右摆动机构摆角绝对值的差在±1°以内,能有效满足丘陵山地作业需求。同时,该拖拉机在高低起伏较大的坡地上以1挡速度(1. 98 km/h)行驶时,车身倾斜角可控制在±3°范围内,左右摆动机构摆角绝对值差在±5°范围内。所设计的姿态主动调整系统能适应恶劣作业环境的作业需求。