拖拉机线控液压转向系统的联合仿真

随着农业机械的智能化、自动化程度不断提高,线控转向技术在拖拉机等农用车辆上的应用得到了重视和研究,为了指导拖拉机线控液压转向的研究,缩短开发周期。本文在分析线控液压转向系统的控制算法与结构的基础上,建立其联合仿真模型。基于AMESim软件平台建立液压系统模型,以及整车模型;利用Simulink分别建立模糊免疫PID、模糊PID、常规PID的控制器模型,通过Visual C++6.0实现接口通讯,完成了传动比为1时的转角响应、转角跟随的联合仿真,以及在拖拉机车速15 km/h,方向盘转角180°,传动比为9时的横摆角速度响应、质心侧偏角响应等联合仿真。模糊免疫PID控制可以获得0.272 s的阶跃响应时间、1.182°的跟随误差、3%的横摆角速度响应超调量、0.85°/s的质心侧偏角响应稳态值,均优于常规PID与模糊PID。联合仿真具有较强的参考价值,模糊免疫PID控制应用于线控液压转向系统可以获得理想的控制效果。     

农用履带车辆差速转向性能的理论研究

文章设计了履带车辆的液压机械双流驱动系统,对系统中起功率汇流的动力差速转向机构进行参数设计的基础上,理论分析了动力差速转向机构的动力输入和输出之间的转速和扭矩关系,获得了采用该转向机构的履带车辆的理论转向半径和理论最小周转向时间,并通过样机实验获得了实际转向半径和实际最小周转向时间,进行了比较,可用于指导液压机械双流驱动系统的研究     

新型履带联合收割机双流传动系统设计

为了解决传统履带式联合收割通常采用的转向离合器-制动器式转向机构存在的转向精度低、操作过程复杂、转向时内侧动力被切断等问题,进行了该双流传动系统设计.主要阐述了所采用的技术方案,即采用2套静液压传动装置配合一套机械综合传动系驱动行走机构,一套机械、静液压传动装置驱动收割机直线行驶,需要转向时另一套机械、静液压传动装置开始工作,2套静液压传动装置在差速变速箱内汇流共同作用于收割机的转向.     

海底履带采矿车行走液压系统仿真模型的建立

为优化海底履带采矿车的行走性能,建立了基于AMESim平台的海底履带采矿车行走液压系统仿真模型,组成液压马达角速度闭环控制系统,对履带速度和马达压力的响应特性进行仿真分析.仿真结果和试验验证表明,所建立的行走液压系统液压马达具有良好的动态响应特性,能满足海底履带采矿车的要求.     

履带车辆小半径差速转向时滑转的载荷比研究

为分析履带车辆差速转向机构的转向性能,在考虑滑转的履带车辆实际转向情况的基础上,对履带车辆小半径差速转向时其载荷比和转向半径的关系进行理论分析,并获得两者间关系。通过样机试验和数据计算获得小半径差速转向且考虑滑转时的载荷比和转向半径数值,并绘制考虑滑转时载荷比与转向半径的实际关系曲线,发现在考虑滑转条件下实际转向时消耗的功率小于理论转向时消耗功率,且小半径差速转向时内侧履带滑转率大于外侧履带滑转率,同时发现根据土壤剪切作用也可以计算出考虑滑转的载荷比,虽然该方法计算的载荷比在数值上与实测载荷比有一定误差,但因其无需进行扭矩测试,可作为载荷比的定性分析方法,研究可为采用液压机械双功率流的差速转向机构履带车辆的研究提供参考。     

农业车辆电控液压转向系统的设计

以茂源250型拖拉机为试验平台,设计一种用于农业车辆自主导航的电控液压转向系统。该系统使用电控比例液压阀、换向阀和溢流阀,改造拖拉机的液压转向油路;采用STC12C5A60S2作为比例阀的控制器,同时加装角度传感器作为系统的反馈。将带有死区的PD控制算法在SimHydraulics建立的液压转向系统模型上进行仿真,并实车试验验证。在左、右极限转向和4种特定目标角度转向试验中,该系统比原有系统响应时间快0.2 s,超调量在5%以内。     

田间三轮高架作业车转向系统的参数化分析及优化

通过对三轮田间高架作业车转向系统运动学和动力学的建模分析,得出三轮田间高架作业车转向的特点,了解作业车后轮距变化以及搭载不同农机具时产生的质心变化对车辆转向的影响。同时,运用机械系统动力学软件ADAMS对前轮机械转向机构进行仿真优化,以液压杆受力为优化目标,优化了液压缸的安装位置。研究结果为三轮田间高架作业车转向系统的设计及分析提供了理论依据。     

挖坑机执行机构的动力学分析及仿真研究

采用多体建模的方法简洁地表达了该多体系统方程。运用拉格朗日方程和多体动力学建立了挖坑机动臂、斗杆及钻头的刚性运动微分方程。通过对运动微分方程的推导与求解,对动臂、斗杆及钻头的角速度和角加速度进行了分析。以6T小型挖坑机执行机构为研究对象,在三维建模软件Pro/E中建立了挖坑机几何模型,并导入动力学仿真软件ADAMS,进行了动力学仿真。采用角速度传感器测出了挖坑机空载状态下动臂与斗杆的角速度,仿真结果与试验误差在5%内,验证了模型的准确性。证明了采用多体动力学方法建立的挖坑机的运动方程可以描述挖坑机的各项动力学特性,提供了一种逆方式仿真验证模型的方法,可广泛应用于挖掘机执行机构。     

机电液联合仿真在农机设备研发中的应用研究

为提高农机设备研究工作中机械、电子、液压联合仿真的效率,分析了AMESim及Simulink外部接口的特点,提出了一种对复杂系统的机械系统、液压系统以及控制策略进行联合仿真的技术方案,并通过了仿真验证,为农机设备研发过程中机电液系统的联合仿真提供了一种解决方案。     

水田行走底盘液压转向机构研究

介绍了农机底盘结构类型、各自特点,农机转向结构类型、液压转向结构以及转向时2个前轮的转向角度几何关系,分析了液压转向机构中液压缸的选型问题。最终选用液力式机械底盘;确定了转向时左右2轮的偏角;解决了转向液压缸的选型问题。     

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ADAMS的玉米精密穴播器的设计与仿真研究

针对目前玉米穴播器存在空穴率较高,穴粒数均匀度差等问题,设计了玉米精密穴播器,确定了穴播器主要技术参数,采用精密排种器和鸭嘴强制开启机构,确保播种质量.在ADAMS/View环境下用相对轨迹曲线生成实体的方法,进行了鸭嘴强制开启机构的凸轮设计,进行了仿真研究,测试了鸭嘴的摆角、角速度、角加速度.结果表明:鸭嘴开始播种时快速开启,保持到出土后再逐渐关闭,满足穴播器设计要求.     

4UX-550型马铃薯挖掘机振动筛运动特性分析及仿真研究

在4UX-550型马铃薯挖掘机振动筛的工作机理和理论分析的基础上,应用Solidworks软件建立了4UX-550马铃薯挖掘机的三维参数化造型,完成挖掘机的整机装配.运用ADAMS对挖掘机进行仿真研究,获得振动筛工作时质心的位移、速度和加速度的变化曲线,及振动筛加速度方向角的变化曲线.结果表明:4UX-550型马铃薯挖掘机的特征值为4.4,振动筛质心的最大速度1.06m/s,最大加速度为62.24m/s2,传动轴在0.11s内转动一周,振动筛在0.025s和0.078s时出现了2次加速度方向角的突变,为马铃薯挖掘机振动筛的工作性能和振动筛对土壤和马铃薯混合物的抛送和分离能力分析提供了理论依据.     

Small-radius turning performance of an articulated vehicle by direct yaw moment control

This paper reports the turning performance of an articulated vehicle in which applying direct yaw-moment control is applied to reduce the turning radius. In the proposed method, a braking force is applied to the inner tires when the articulation angle reaches its maximum in turning, which generates a yaw-moment around the vehicle's centre of gravity. The yaw-moment allows the vehicle to turn in a small radius. To evaluate the performance in tight turns, experiments were conducted using a wheel loader on paved ground. The vehicle's turning radius, yaw rate and side-slip angle were determined from the data measured using two global positioning systems and a fibre-optic gyro sensor. In addition, results of a simulation were compared with experimental results from a test vehicle. The turning radius at a braking pressure of 4 MPa was at least 0.41 m smaller than that of 0 MPa. Experimental and simulated results proved that generating a yaw-moment by applying one-sided braking forces during turning decreases the turning radius.     

基于曲率分段的发动机凸轮磨削步长优化算法

提出一种改进凸轮磨削加工效率和精度的新算法.该算法根据加工精度要求，利用砂轮相对凸轮转角的运动轨迹的曲率计算各加工转角下的最大允许转角步长，并对凸轮加工转角进行分段，优化加工转角步长和转速.与恒转速法相比，有效减少加工中的冗余步长，提高加工转速，改善加工效率，并避免恒转速法在凸轮上升段及下降段与缓冲段相接处的精度不足及砂轮架加速度过大所致的响应滞后问题，保证凸轮加工精度和加工效率.     

山地履带车辆软坡路面稳态转向模型建立及验证

丘陵山区特殊的作业环境影响履带车辆的机动性能，建立履带车辆软坡路面稳态转向理论模型，探讨坡角、转向半径、转向角度和土壤环境等因素对山地履带车辆转向性能的影响。结果表明：基于动力学模型的数值分析与基于RecurDyn模型的仿真分析表现出较为一致的转向特性，这说明所建立的履带车辆软坡路面转向模型准确度较高；偏移量和滑移率随坡角及转向半径的变化趋势相反；牵引力、制动力、转向驱动力矩和阻力矩随坡角及转向半径的变化趋势一致，随转向角度在［0，360°）内呈现周期性变化；履带车辆在转向半径越大、坡角越平缓的情况下越易于实现转向运动，土壤环境是影响履带车辆转向特性的显著因素。研究结果可为履带车辆转向系统设计及其软坡路面转向特性分析提供参考。     

正、反转旋耕刀性能分析及切土扭矩比较试验

通过建立适当的坐标系，把，正，反转旋耕刀的运动统一起来，用同一个方程表示，二只是在不同的切土范围内工作，用这种方法对正，反转旋耕刀的不同特性进行了分析比较，可知在同样结构参数和运动参数条件下，反转旋耕刀能以较低的转速获得较高的切削速度，对I S225，ⅡS225和T140三种正，反转旋耕刀进行了单刀切土扭矩对比试验，结果表明，在旋耕速度比值较大，切土角变化的影响较小时，反转旋耕刀的切土扭矩小于正转旋耕刀，但切土角对旋耕刀切土扭矩的影响很大，不适合的切土角会使旋耕刀切土扭矩大大增加。     

基于模糊PID的山地果园运输机动力稳定系统的设计与试验

以提高华南农业大学研制的山地果园轻简化轮式运输机作业动力控制稳定性为目标,设计加装了一种成本较低的动力稳定系统。系统由制动手柄、电推杆、电磁阀、制动油泵、制动钳组成。根据控制策略在Simulink中建立动力独立控制模型,经过仿真分析,在稳态之后非受控的动力轮速度与受控动力轮的速度相等,整车驱动力增大,提高了运输机在路况参数多变路面的通过性,并在动力稳定系统的基础上加入了自适应模糊PID速度控制器,对其进行了仿真分析。结果表明,在3.5 s时,两侧动力轮纵向速度之差进入稳定响应,稳态绝对误差绝对值最大值为0.422 2,最小值为0.004 7,响应到达并保持在终值±5%误差内所需的最短时间为3.0 s,稳态条件下(t→∞)的误差为0,加快了系统响应速度,提高了调节精度与稳定性。对运输机实车测试,受控后稳态车轮速度的绝对误差为0.178 1~0.396 1 km/h,相对误差为0.71%~5.27%,与仿真结果一致。     

驱动式圆盘犁的工作参数分析

本文推导了驱动式圆盘犁圆盘上任一点的运动轨迹、速度和加速度方程,进而分析、试验验证了驱动式圆盘犁工作偏角α、速度系教λ,圆盘转速n和机组前进速度V_j的适宜取值范围。文中研究结果可作为驱动式圆盘犁产品设计时工作参数选择的依据。