CWYs-400A型耕深传感器测试系统的应用

犁地耕深的传统测量方法是沿耕区对角线选若干个点，一般为 20余点，用测深尺或直尺插至沟底，量取深度，再求出测点的平均耕深。这样既费力、费时又难以获得较连续的可靠数据，也无法进行实时监测。为此，我们开发了 CWYs－ 400A耕深传感器，配接合适的测量系统，可以对耕深进行实时监测和实时处理。 1 耕深传感器组成及工作原理 CWYs－ 400A型耕深传感器组成见图 1。 CWYs－ 400A型耕深传感器主要工作部件是电感式位移传感器。它由电感式传感单元、 L－ C振荡单元等组成。依据螺管形差动变压器原理，将位移变化转换成电压信号，并…     

耕深均匀性的拖拉机电控液压悬挂系统

耕深均匀性是拖拉机作业过程中一个重要的衡量指标,为此提出了一种耕深均匀性的拖拉机电子液压悬挂系统的控制方法。首先介绍了该系统的结构组成及耕深控制原理,然后建立了系统的物理模型,并分析了耕深值和提升臂转角存在的关系,以便利用提升臂转角来间接测量实际的耕深值。以设定的耕深值为输入,实际耕深值为负反馈,采用PID控制算法对该系统的耕深控制过程进行了仿真分析,实现了在线校正实际耕深与设定值的偏差。最后,通过田间试验分别验证了156mm耕深值和200mm耕深值的控制过程,证明了该控制方法的可行性。结果表明:提出的控制方法能够保证耕作过程中耕深的均匀性,也大大降低了驾驶员的操作强度。     

微耕机耕深辅助控制系统的设计和试验研究

在农业生产中,耕深的稳定性是评价耕作质量的重要指标。为此,结合目前微耕机耕深不稳定的现状,设计了一种耕深辅助控制系统,主要用于辅助控制微耕机的耕作深度,提高微耕机的耕作质量。该系统主要由耕深检测装置、控制装置、执行装置和显示界面组成。检测装置用来间接检测耕深,控制单元对检测到的信号进行分析后控制电机转动,从而间接控制耕深调节阻力杆的上下移动,以实现耕深辅助调节。显示模块用于显示实时耕深,为操作人员提供参考。田间试验结果表明:耕深稳定在120~130mm时的耕深稳定性变异系数为5.82%,满足农艺要求。所提出的耕深测量方法、辅助控制执行装置和显示界面对微耕机设计具有一定的参考意义。     

耕深自动调节控制系统

目前,国内现有的拖拉机对犁耕深度的控制大多为手动控制。为此,设计了一个耕深自动调节的控制系统,主要用于精确、稳定地控制犁耕地时的耕深,以达到稳定耕深的目的。该系统主要由检测装置、控制装置和执行机构组成。检测装置用来间接检测犁的耕深,采用电位器来检测耕深。计算机对检测装置检测到的信号进行分析、计算后控制步进电机转动,步进电机与耕深调节手柄连结在一起,从而使耕深调节手柄上下移动,实现调节、稳定耕深的目的。     

悬挂犁的各项调整

1．调节耕深。采用高度调节的悬挂犁，提高限深轮的高度则增加耕深；反之，则耕浅。当犁铧达到预定耕深时，要求限深轮有适当的土壤支承力。采用力调节的悬挂犁，其耕深由拖拉机液压系统自动控制。阻力增加时，上拉杆的压力增加，耕深自动变浅；阻力减小时，上拉杆压力减小，耕深增加。当土壤比阻不变时，改变力调节手柄的位置即可改变耕深。     

拖拉机耕深自动监测与控制

拖拉机耕深采用伺服和微机根据负荷及耕深的大小进行自动控制,使拖拉机处于最佳工况,提高作业质量和经济性。由耕作阻力的力信号和耕深变化的位移信号相叠加并和设定耕深相比较输入伺服放大器或计算机,然后输出控制信号,控制电液伺服阀的工作,改变控制阀的行程和方向,以改变输入拖拉机提升油缸的油量和流向,达到控制耕深的目的。 所组成的 TMD-1 型微机拖拉机耕深控制系统成功地进行了模拟试验和田间试验,取得了满意的结果。     

拖拉机液压悬挂耕深电液控制系统设计与试验

从拖拉机液压悬挂耕深电液控制系统原理出发,设计了一种以电液比例阀为主控制阀的耕深电液控制系统,建立该系统数学模型,分析其位控制和力控制特性,并进行了试验验证.试验结果表明:采用耕深电液控制系统,其位控制过渡时间为0.65 s,静差为±1.5 cm;力控制调节时间为7.5 s;力位综合控制耕深为20cm时,耕深的波动范围为±1 crn.能够满足农机具田间作业时耕深的控制精度和稳定性要求.     

基于角度检测的拖拉机悬挂耕深电液监控系统研究

针对长江中下游农业区土壤黏重潮湿、机具碾压导致地表平整度差、耕作时耕深不稳定等问题,提出了一种基于拖拉机车身俯仰角与悬挂装置提升臂转角的耕深监控方法。首先,对旋耕作业机组姿态进行分析,确定了耕深与角度之间的几何关系,建立了耕深控制模型,并利用角位移传感器和倾角传感器分别测量提升臂转角和拖拉机车身俯仰角的变化,从而间接确定耕深;然后设计了耕深电液监控系统,该系统可预设耕深和实时显示耕深;最后,选用Simulink软件通过仿真对耕深电液监控系统进行响应速度检验,仿真结果显示,系统能在0.6s达到稳定状态,满足耕深控制要求。进行了耕深自动监控系统准确性试验,结果表明,系统能检测因倾仰导致的三点悬挂下拉杆悬挂点高度的变化量,调控高度稳定在设定值,验证了系统的准确性。为检验耕深电液监控系统田间作业性能,选择所设计的电液监控系统与原机械调节系统进行了对比试验,结果表明,利用电液监控系统进行旋耕作业时,其在各工况中耕深稳定性变异系数不超过4.28%,耕深标准差和耕深稳定性变异系数均低于机械调节系统。     

电力控制系统在拖拉机耕深控制中的应用研究

土地耕作是拖拉机的一项重要作业内容,耕作质量通过耕深来反映。拖拉机耕深控制方法大多为液压式或电液混合式,控制的准确性和可靠性较高,但耕深调节存在一定的滞后,而采用电力控制系统可以较好地解决上述问题。为此,在拖拉机上安装电力控制系统,对铧式悬挂犁组的耕深进行控制。系统接收传感器的实时数据,分析结果并与设定的耕深数据比较,确定耕深的修正量;步进电机按照控制指令转动,使分配室内的油液重新分配,改变犁体提升臂的位置以达到调节耕深的目的。试验结果表明:在不同的试验条件下,实际耕深偏离设置值很小,系统对耕深的监测准确,实时性和准确性较高。     

多铧悬挂犁的调整

1耕深调整采用高度调整的悬挂犁,提高限深轮的高度则增加耕深;反之则减小耕深。当犁达到预定耕深时,要求限深轮有适当的土壤支撑反力。采用力调节的悬挂犁,其耕深由拖拉机液压系统自动控制。阻力增加时,上拉杆的压力增加,耕深自动变浅;反之,耕深自动增加。当土壤比阻不变时,改变力调节手柄的位置即可改变耕深。另外,可采用高度和力的综合调整法来控制耕深。例如,在土质软硬不均的土地上耕作时,可用力调节至正常耕深,同时在犁架上加装限深轮,使限深轮高度稍大于耕深,当遇到土质松软地段时可防止耕深过大。2入土角度的调整为了使犁便于入土,必…     

双电源电动拖拉机能量管理仿真研究

通过分析拖拉机各个作业工况下的能量需求,提出了一种以超级电容作为辅助电源的新型纯电动拖拉机结构及能量管理研究方案,阐述了电动拖拉机在典型作业工况下的能量流动方式,并对拖拉机关键部件参数进行了匹配;建立了双电源纯电动拖拉机模型,制定了复合电源能量管理模糊控制策略,对该复合电源拖拉机在各作业工况下的动力性能和作业时间进行评价。结果表明:采用复合电源后的电动拖拉机在加速性能、牵引力等方面得到了较大提升,在犁耕时减少了拖拉机动力电池大电流放电次数,一次充电作业时间也得到了一定提升。该研究可为电动拖拉机样机研发、动力参数匹配及动力总成匹配提供技术支持。     

基于单片机和模糊PID的拖拉机空调电机控制系统

为了实现对拖拉机空调电机转速的精确控制,设计了一种基于单片机和模糊PID的转速单闭环无刷直流电机控制系统,可以对电机转速进行控制调节,从而驱动制冷压缩机工作,降低拖拉机车内温度。实验结果表明:基于单片机和模糊PID的拖拉机空调电机控制系统稳态误差较小,控制精度较高,与理论基础相符合,证明了该方法的可行性和正确性。     

东方红拖拉机自动转向控制系统设计

以东方红X804型拖拉机为平台,改造原拖拉机的油路,使用电控比例液压阀,并设计电控单元,组成了自动转向控制系统.简述了油路的改造与电控比例液压阀安装,电控单元的设计,包括单片机(C8051F040)、角度传感器(KMA199)以及CAN总线网络,实现了SD卡存储系统,实时存储试验过程中的数据.试验结果表明:信号跟踪的最大误差1.1°、平均误差0.5°、平均延时为0.2s.自动转向控制系统具有良好的响应特性,满足转向系统的性能要求.     

自走底盘式拖拉机的控制系统优化研究

随着农业生产规模的扩大,拖拉机在农业生产中的应用逐渐广泛,但传统拖拉机智能化程度低,存在环境适应性差、作业效率低等诸多问题,导致农业生产效率低、产能不足.为克服这一难题、改进农业生产方式,设计了一种自走底盘式拖拉机.通过引入单片机技术,完成了自走底盘式拖拉机的总体结构设计;对控制系统的硬件方案进行了优化设计,完成了拖拉...     

拖拉机作业仿真试验集散控制系统总体设计

介绍了拖拉机作业仿真试验台上的微机集散控制系统。它由一台微机作为上位机（主机）、4个80C196KC单片机控制模块作为下位机（从机），以及处于下位的电涡流测功机控制柜组成。上位机用于集中监测和系统管理，下位机用于分散控制。上位机、下位机之间通过RS－232C串行通讯接口总线交换数据。     

基于时变扰动抑制的动力换挡拖拉机起步控制方法

针对拖拉机起步工况复杂,起步控制系统存在建模不确定性、参数摄动和时变扰动等问题,为提高动力换挡拖拉机起步品质和驾驶员操作舒适性,提出了基于时变扰动抑制的拖拉机起步控制方法。首先,以动力换挡变速箱(Power shift transmission,PST)为研究对象,通过分析拖拉机起步过程的动态特性建立PST起步动力学模型,以冲击度和滑摩功作为换挡品质评价指标,构建起步控制的性能泛函;然后,引入高阶扰动观测器(High-order disturbance observer,HDO)估计起步控制系统中的扰动及其各阶导数,结合哈密尔顿函数对线性二次型调节器(Linear quadratic regulator,LQR)推导求得最优控制律;最后,基于Matlab/Simulink和AMESim构建大功率拖拉机PST的联合仿真模型,并与PIO观测器(Proportional integral observer,PIO)进行对比,验证本文方法的有效性。算例验证表明,HDO能够准确估计系统时变扰动,通过与LQR的结合可有效抑制系统时变扰动。仿真结果表明,中等起步,运输工况和犁耕工况下,HDO冲击度分别为12.25、11.32 m/s³,比PIO分别降低了21.92%、22.20%,滑摩功比LQR分别减少0.49、0.11 kJ。在不同工况和起步意图下,本文方法可有效降低动力换挡拖拉机起步过程中的冲击度和滑摩功,具有较好的换挡品质和控制鲁棒性。     

增程式电动拖拉机研究进展

传统电动拖拉机存在续航里程低、难以满足大功率段作业需求等问题,增程式电动拖拉机是在传统电动拖拉机基础上增加一套附加动力驱动装置,较好地兼顾经济性与动力性需求,是未来电动拖拉机的主要发展方向之一。在综述增程式电动汽车动力系统研究、能量管理控制策略等主要技术基础上,重点阐述增程式电动拖拉机在动力系统设计、与传动系统的参数匹配与优化算法、转矩分配以及能量管理的研究等方面的研究进展,指出：精准化、智能化以及如何在电耗以及油耗间寻求一个更好的平衡点,提升电能利用率、降低油耗,是未来增程式电动拖拉机得以推广的关键以及主要发展方向;针对增程式电动拖拉机的建模应充分考虑到拖拉机的诸如运输、犁土、翻土、整地等不同的作业需要,未来可以在基于一定数据分析基础上,全面考虑实际作业需求,实施个性化、精准化建模与参数设计,提高准确性;在充分分析增程式电动拖拉机作业特性与能量需求的基础上,可开展适应增程电动拖拉机的电池及相关技术研发,提升续航里程。     

拖拉机耕深模糊PID自动控制策略研究

为获得良好的拖拉机耕深均匀性、提高电液悬挂系统的控制精度,提出了一种耕深模糊PID自动控制策略。首先,介绍了系统的工作原理,并将加权系数应用于拖拉机力位综合控制的分析中,建立了系统各元件的数学模型;然后,根据系统的工作特性及耕深要求,设计了模糊PID控制器;最后,在Simulink中引入有限状态机模块,建立了电液悬挂系统力位综合控制的仿真模型。在相同阻力条件下,分别验证了加权系数取0、0.25、0.5、0.75、1时,控制器的响应效果并与PID控制器进行对比。仿真结果表明:提出的控制策略能更快、更精确地达到耕深设定值,满足了耕深均匀性的要求,为拖拉机电液悬挂系统多参数综合控制的设计提供了参考。