图象识别自动引导车辆制动系统研究

通过对自动引导车辆（ＡＧＶＳ）的结构分析及其制动过程中制动力的变化与制动距离的关系特性的研究,并对整个车辆系统进行了建模分析,确定几种制动过程的动力学特性,并进行仿真计算和试验验证,从而保证实现精定位停车。     

路面不平度对车辆制动过程中轮胎动态性能影响的仿真分析

采用作者建立的非线性时变轮胎模型,仿真分析了路面不平度幅值及路面空间频率变化对地面附着性能的影响。得出路面不平度增大时,使路面对车轮的附着能力下降,因而使制动距离增长的结论。同时说明非线性时变轮胎模型能较真实地体现路面不平度的影响,对不平路面上车辆制动性能仿真是一个有效的轮胎力学模型     

联合收割机制动系统虚拟样机仿真及试验

在农业机械产品快速设计系统中,农业车辆的制动性能应满足一定的安全技术标准,该文采用了一种基于虚拟样机技术研究联合收割机制动系统性能的方法,可为农机专业底盘制动系统的设计和性能评价提供参考。该文研究对象是前轮液压钳盘式制动系统,首先依据国产某型联合收割机参数,应用Pro/E建立整车及制动器三维模型,然后在此基础上导入ADAMS/View中建立整车和制动系统虚拟样机,并依据实测数据配置仿真模型属性,选定Ⅱ挡10 km/h、Ⅲ挡20 km/h 2种典型工况对虚拟样机进行制动性能仿真。对比硬路面条件下仿真和实车试验性能分析结果,踏板力实测95.6 N时,车辆III挡速度下,制动盘上接触力为4 272 N,制动距离为7.83 m,与踏板力为100 N时仿真结论(接触力为4 827 N和制动距离为7.398 m)较一致,表明该虚拟样机研究方法可行。     

工程车辆翻车事故中司机头部伤害与保护仿真

为了研究司机的头部在碰撞中的机械响应特性,该文采用有限元三维实体建模技术,建立了成人头部碰撞模型。通过虚拟试验方法使用成人头部模型对驾驶室内饰进行冲击分析,比较不同厚度和密度的聚氨酯泡沫对人体头部损伤评价指标的影响。结果表明：头部损伤值（HIC(d)）随着泡沫厚度的增加而减小,随着密度的增大,呈现先减后增的二次抛物线趋势。在驾驶室内壁覆盖18 mm厚的聚氨酯泡沫材料可以降低翻车事故中二次碰撞对司机头部的损伤。     

农用运输车制动系优化设计与仿真计算

根据农用运输车在制动时的受力分析,给出了制动力分配比β的极限关系式,并对制动系统主要元器件的参数选取对农用运输车制动性能的影响进行了分析,提出了在各种制动强度下,整车具有良好制动稳定性、较高制动效率的一种优化设计方法。在常用路面附着系数范围内,进行了仿真计算与试验。该方法可明显地减少设计时的计算工作量,且可对设计结果进行初步的预测。     

基于永磁式涡流缓速器的车辆联合制动能力

为掌握永磁式涡流缓速器与排气制动的联合制动在车辆上的实际制动能力,对永磁式涡流缓速器和排气制动特点进行了分析,采用道路试验和理论分析相结合的方法,从平路减速距离和坡道稳定持续下坡车速与坡度关系两个方面考察永磁式涡流缓速器与排气制动联合制动的制动能力。结果表明：在平路上,使用联合制动能在更短时间内减低车速,有效缩短减速距离;在坡道上,使用联合制动可以保证车辆在更大坡度坡道上（5.5%～9.0%）以安全、经济的车速稳定下坡行驶。上述研究对于促进永磁式涡流缓速器和排气制动装置在国内车辆上的装用具有参考作用。     

梳脱台高度自动控制系统建模与计算机仿真

介绍了基于PID控制算法的梳脱式联合收割机梳脱台高度调节自动控制系统。分析了4LS-150型梳脱式联合收割机液压提升机构及电液比例控制系统原理；建立了梳脱台高度调节液压控制系统的数学模型，并对建立的传递函数在MATLAB中进行了仿真和PID校正。仿真结果表明，将该系统用于梳脱台高度调节自动控制，可以取得令人满意的控制效果。     

ABS液压系统仿真与电磁阀优化

为了改善ABS电磁阀的动态特性,缩短其动作时间,并考虑在制动过程中变化的油压对电磁阀运动的影响,该文利用AMESim软件建立了ABS制动系统中液压系统的模型。通过ABS混合仿真试验台实测阶梯形变化的制动压力,与同条件下的仿真结果进行对比,二者的平均差小于84 000 Pa。运用Optimization工具,以电磁阀动作时间为目标参数,利用遗传算法对加压阀和减压阀主要参数进行优化计算,使其动作时间分别缩短1.1 ms和1.4 ms。该研究对于电磁阀的优化设计和改进具有参考作用。     

混合动力汽车下坡辅助电-液复合制动控制方法

为提高混合动力汽车下坡辅助控制中电、液复合制动的综合性能,该文提出一种综合考虑整车安全及经济性的电、液复合制动控制方法。通过对混合动力汽车下坡辅助制动转矩变化过程及各辅助制动系统特性的分析,拟定了以安全性为基础、以经济性为目标的下坡辅助制动转矩分配原则,利用前馈加反馈的控制方法制定了电机辅助制动系统及液压辅助制动系统的转矩协调控制策略。并通过仿真及试验平台对以上算法进行了验证,结果表明该方法可以有效地减小液压系统启动延时,保证了液压辅助制动系统的响应速度及下坡辅助系统整体的响应精度。该研究提高了整车控制的安全性和经济性,也为电动车辆复合制动进一步研究提供了思路。     

工程车辆翻车过程中两点式安全带约束效能分析

为了研究工程车辆翻车过程中驾驶员的动态响应,建立了某工程车辆90°侧翻的仿真模型。模拟有无两点式安全带、有无座椅扶手时50百分位和95百分位两种假人的运动状态,进而分析了在翻车过程中安全带对于不同身材驾驶员的约束作用以及与座椅扶手间的关系。结果表明：佩戴安全带减少了驾驶员被抛出车外造成严重伤害的可能;身材高大的驾驶员在翻车过程中头部和躯干偏离距离更大,增加了与驾驶室内坚硬部件接触碰撞的风险。安全带与座椅扶手配合使用,减小了假人头部的偏移量,从而降低头部与驾驶室内部部件发生碰撞造成严重伤害的可能,约束效果更佳。     

变量施肥电液比例控制系统的设计与实现

为了提高肥料的利用率,同时减少肥料浪费以及多余肥料对环境的不良影响,该文设计开发了一套以MC68HC908GP32单片机为中心的自动变量施肥控制系统。该系统通过RS-485总线接收上位机根据GPS、GIS 数据对应的流量信息,由单片机实时控制液压执行机构,变量输出田间不同位置的施肥量。通过对施肥机实验室静止试验和田间动态试验验证,变量控制可靠,作业效果良好,施肥控制精度小于4%。     

水稻精量旱穴播机穴距电液比例控制系统的设计与试验

针对目前国内水稻精量旱穴播机普遍采用多组链轮或多组齿轮改变传动比,实现株(穴)距调节,但株距调节范围有限的问题,为了增加穴距调节范围,实现穴距的无级调节,研制了一种基于可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)与触摸屏的电液比例控制系统,实时调整液压马达转速,实现播种作业的实时调节。液压系统主要由液泵、液压马达和比例流量阀等组成;控制系统通过Delt WPLSoft V2.37编程软件,编制PLC梯形图程序,采用监视与控制通用系统(monitor and control generated system,MCGS)组态软件开发出人机交互界面,可在交互界面上输入地轮直径大小和穴距,以及设定比例流量阀初始值和阈值,调整比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)参数,并通过人机交互界面实现播种作业时的穴距调节和作业速度监测。通过台架试验和田间试验表明,在作业速度2.8~3.2和3.2~3.6 km/h时,台架试验穴距合格率和田间试验播种穴距合格率均为100%,满足播种要求;在作业速度3.6~4 km/h范围内,台架试验穴距合格率达到89%,田间试验穴距合格率为70%,根据NY/T987-2006《铺膜穴播机作业质量》农业行业标准,田间试验穴距合格率80%,不能满足穴播机作业质量标准。研究结果表明,水稻精量旱穴播机选用型孔轮式排种器,但田间播种作业成穴性效果受风阻、机架振动和种子下落速度等影响较大,作业速度应控制在2.8~3.6 km/h为宜,当作业速度增大对成穴性影响尤为显著。台架试验和田间试验结果都表明电液比例控制穴距系统的可行性,为播种机株(穴)距调节技术提供了科学依据,为播种机的相关设计研究提供技术参考。     

农业机械机器视觉导航研究

该文对农业机械机器视觉导航的关键问题图像处理和路径控制进行了深入的研究,采用基于Hough变换和动态窗口技术的图像处理算法提取自然环境下的导航特征,根据系统辨识试验的结果和农业机械机器视觉导航的特点建立了仿真模型,并在通用型轮式拖拉机上建立试验系统对图像处理和控制算法进行验证,取得了良好的试验结果.     

基于硬件在环仿真试验平台的电动液压助力系统能耗分析

为了研究电动液压助力转向（EHPS）系统的能耗影响因素,该文搭建了EHPS系统硬件在环仿真试验平台,包括主控平台、方向盘驱动模块、测试系统模块和转向阻力液压加载模块。利用该平台对某型EHPS系统主要组成元件的能耗进行了测试,该试验条件是在模拟农村道路的驾驶情况下,研究影响电动液压助力转向系统能耗的关键因素。试验结果表明,电动液压助力转向系统的待机功率,液压油的温度、黏度,转向阀的压降以及转向齿条力的大小对电动液压助力转向系统的能耗影响较大。研究结果对开发新型节能EHPS系统具有指导意义。     

基于电液悬挂系统的拖拉机主动减振控制

大功率拖拉机的减振问题对于确保拖拉机的行驶安全性及舒适性起着决定性作用。该文基于电液悬挂系统对拖拉机进行了主动减振控制系统的设计,设计了带位置校正环节的离散滑模控制方法。该方法仅利用电液悬挂系统已有的牵引力传感器及位置传感器采集振动信息,而不需增加其他振动传感器。之后该文对系统进行了仿真和试验验证,结果表明:与不加控制前相比,主动减振控制使拖拉机的振动强度及前轮胎动载荷均显著降低,在受到水泥路障冲击后的整个过程中,农具振动加速度的均方根值降低了51.2%,后轮轴心的垂直加速度均方根值降低了20.1%;拖拉机质心的垂直加速度均方根值降低了16.6%;前轮胎的平均动载荷降低了39%;农具的存在引起的10~15 Hz的振动被完全抑制,农具的存在所加强的约5 Hz的俯仰振动也几乎消失;位置校正环节使液压缸活塞的运动轨迹保持在期望位置范围内。实车试验中,振动加速度测量信号的均方根值降低了25.7%;驾驶室内测点的垂直加速度的均方根值降低了26.4%。证明了所设计的主动减振控制器的有效性和可行性。     

车辆半主动悬架系统的设计与试验研究

设计了可调阻尼减震器,通过台架试验,分析其动态特性,并建立了可调减振器阻尼与步进电机转角之间的关系,为半主动悬架控制系统设计提供了依据。在对半主动悬架系统进行数值仿真的基础上,开发了以C8051F005单片机为主控件的半主动悬架模糊控制系统,并进行了台架和实车道路试验。结果表明,设计的半主动悬架及其控制系统性能稳定,可靠,汽车行驶平顺性明显优于传统被动悬架,为半主动悬架的实际应用奠定了基础。     

重型拖拉机电液提升器插装式比例提升阀性能仿真与试验

为更准确地反映重型拖拉机电液提升器比例提升阀的本质特性,该文剖析了比例提升阀中各液压组件的内部结构和工作机理,并应用现代控制理论状态空间法建立了基于边界条件的比例提升阀非线性数学模型,应用MATLAB/Simulink搭建其仿真模型,基于四阶龙格库塔算法对其动、静态性能进行了仿真分析,揭示了其内部阀芯的运动规律。仿真结果表明:在静态性能方面,比例提升阀平均负载补偿压力约为1.5MPa,流量基本稳定在62L/min附近,具有良好的负载压力补偿和稳态调速特性;在动态性能方面,比例提升阀系统输出流量波动受负载变化影响小,且具有良好的动态调速性能。基于闭心式负载敏感液压系统试验平台,开展了比例提升阀稳态流量特性和动态性能试验,试验结果表明:比例提升阀静态流量输出平稳,回程误差小于5%,当负载阶跃变化时,比例提升阀可实时进行压力补偿,补偿压力约为1.5 MPa,液压冲击小,具有良好的稳态调速特性,满足重型拖拉机电液提升器田间作业需求,该研究可为拖拉机液压系统关键零部件建模仿真和试验分析提供参考。     

渔船拖网绞车张力自动控制系统设计及试验

为了补偿拖网渔船作业过程中绞车纲绳张力波动或渔船转向造成的负载不对称性,保持网具良好的开口形状,基于电液控制技术设计了拖网张力自动控制系统。对拖网曳纲张力采集方法进行了研究,采用油压力传感器间接测量拖网左右曳纲张力数据作为输入信号,传输到控制器进行逻辑运算,控制先导溢流阀调整马达溢流压力,改变绞车输出扭矩,从而驱动拖网绞车收、放来控制左右曳纲张力,达到系统动态平衡。并基于实验室虚拟仪器工程平台(laboratory virtual instrument engineering workbench,Lab VIEW)对系统软件进行了设计,实现绞车张力控制系统的参数设置与控制管理。为了验证系统的张力控制特性和实用性,对系统进行了海上应用试验,在张力自动控制模式下,拖网绞车根据渔船航速和水流自动调节收放网速度,减少作业过程中曳纲张力波动。拖曳过程中拖网曳纲长度范围为350~490 m,绞车曳纲张力范围为118~148 k N,对应系统压力为2.3~2.7 MPa,渔船平均拖速为5.6节。试验结果表明,左右曳纲张力差在合理范围内,系统能很好调节曳纲张力大小,为渔船安全生产提供了保障;启用张力控制系统后网口面积比未使用张力控制系统前增大了9.5%,有效调整了网口扩张,提高了捕捞效率。