基于逆系统方法的直驱式AMT换挡控制方法

为提高直驱式AMT换挡品质的稳定性,针对2自由度电磁执行器的特性引入逆系统控制方法。阐述了执行器的结构及工作原理,通过建模分析了执行器参数耦合现象,执行器静态特性测试表明其输出特性具有非线性的特点。引入逆系统方法并分析系统的可逆性,建立执行器的伪线性系统并根据线性系统理论设计状态反馈控制器。扩张状态观测器的引入提高了系统在摩擦阻力时变条件下的输出特性稳定性。仿真与试验结果表明,基于逆系统方法的换挡控制受参数变化影响小,位移控制精度较高,执行器输出特性较为稳定,基于逆系统方法的直驱式AMT换挡性能较为突出,有利于提升AMT竞争力。     

汽车驾驶机器人驾驶性能评价半实物仿真平台

为了克服汽车驾驶机器人在实际车辆上调试存在的危险以及快速获得试验车辆的性能,设计了汽车驾驶机器人驾驶性能评价半实物仿真平台,可以借助这个平台对驾驶机器人驾驶车辆的品质进行性能评价.该平台中实际车辆由汽车纵向动力学数学模型代替,它可以模拟实际车辆的工作状态,输入信号为通过传感器测得的驾驶机器人油门机械腿、制动器机械腿、离合器机械腿和换挡机械手的位移,输出信号为经模型计算得到的发动机转速和车速,驾驶机器人不用做任何改动就可在该平台上进行驾驶操作.仿真和实车试验结果验证了该平台的有效性.     

电磁直驱变速器热网络建模与热特性研究

电磁直驱变速器具有响应速度快、控制精度高等优点在汽车领域得到应用。但变速器在工作过程中,其内部会产生大量的热,进而影响换挡执行器的工作性能,降低变速器的换挡品质。针对电磁直驱变速器内部的功率损耗和温升现象进行了深入分析,考虑了同步器与摩擦锥面间、齿轮间、齿轮和轴间以及轴承和轴间摩擦生热,分析了各部分的导热热阻和对流换热热阻,并建立热网络分析模型与各节点的热平衡方程,采用一阶定常迭代求解出变速器内各部件稳态温度值。结果显示,变速器内部温度最高的区域为同步器与换挡齿轮锥面处;且随着驱动电机功率和转速的提升,各节点温度也相应提高;研究结果对之后的电磁直线变速器内部温升补偿研究具有指导意义。     

基于直接驱动和自增力技术的AMT换挡系统

为进一步提高电控机械式自动变速器(AMT)的换挡品质和系统鲁棒性,提出一种应用直驱自增力换挡系统的AMT方案。设计了直接驱动装置的结构并对其性能进行测试,针对直接驱动技术存在的问题,研究一种具有自增力和提高换挡系统鲁棒性功能的增力式同步器,参考实车的相关参数,研制了直驱自增力换挡系统的原理性样机,完成了技术方案可行性与功能性的试验研究。结果表明,追求的换挡品质相同时,直驱自增力换挡系统同步阶段需要驱动装置提供的最大瞬时驱动力较小,降低了换挡过程中的能量损耗;当增力斜面角θ=116°时,增力式同步器的力放大系数nF约为1.54,实现了换挡系统放大驱动装置输出力和提高换挡系统鲁棒性的功能,为缩小驱动装置体积和降低换挡控制系统设计难度奠定了良好的技术基础。     

基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向系统研究

针对农机装备电控液压自动转向系统生产成本高及电动方向盘自动转向系统中控制力矩小、存在自由行程的问题,设计了基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向机构及其电控系统,该系统主要包括自动转向执行机构、自动转向控制器和液压转向机构等。自动转向执行机构与原车液压转向机构连接实现自动转向功能,考虑了底盘阿克曼角的自动转向控制器实现车轮转向的精确控制,通过在转向驱动电机输出轴安装电磁离合器和转向柱扭矩传感器实现人工驾驶模式和自动驾驶模式的自动切换。试验结果表明,车轮转角响应平均稳态误差小于0.1°,最大稳态误差为0.158°,±20°阶跃信号最快响应时间达1.2 s,超调量小于1%,可以满足对各种轮式农机的自动导航辅助驾驶转向系统性能的要求。     

拖拉机驾驶机器人换挡机械手运动分析

针对小型四轮农用拖拉机变速箱换挡阻力呈现时变、非线性特性,且换挡后需要松开换挡杆的特殊要求,设计了拖拉机驾驶机器人换挡机械手,该机械手为关节型结构,采用D-H方法建立机械手坐标变换矩阵,对机械手进行运动学分析,并通过拉格朗日动力学方程建立简化机械手的动力学模型。利用Solid Works建立换挡机械手虚拟样机模型,并采用多体动力学仿真软件ADAMS进行运动学和动力学仿真;为保证换挡平顺性,设置机械手末端执行器与拖拉机变速杆端部间位移小于50 mm为约束条件,将换挡过程中末端执行器抖动速度绝对值最小作为目标函数进行参数优化,当换挡机械手长度为220.0 mm、末端高度为393.25 mm时目标函数最优,此时机械手末端执行器抖动速度平均值较优化前减小28.18%,位移和加速度平均值变化率分别为49.55%和52.05%,位移、速度和加速度的峰值变化率分别为60.22%、66.24%和81.66%,通过仿真初步验证了所提机械手参数优化及所建模型的合理性和科学性。最后,在JINMA 300E型拖拉机上对优化后的换挡机械手进行实验研究,实验结果表明机械手可实现不同挡位的换挡动作,平顺性好,并可模拟拖拉机驾驶员换挡完成后对变速杆的松手动作,有良好的工程和应用价值。     

车用磁粉离合器换挡传动过程的模糊控制及仿真

以换挡过程中磁粉离合器的滑磨功及整车冲击度最小为评价指标,选取油门开度及其变化率、离合器主、从动件速度差等参数来控制换挡过程中磁粉离合器励磁电流的变化,实现了磁粉离合器和变速器自动换挡的动态协调控制。运用模糊控制理论,设计出换挡过程中磁粉离合器的模糊控制器。应用MATLAB/S imu link进行了磁粉离合器换挡过程的动力学建模,并对换挡接合控制策略进行了验证仿真,取得了较满意的效果。     

自动驾驶技术在农业机械方面的应用

本篇文章意在探讨自动驾驶核心技术在农机专业领域的应用,首先介绍了自动驾驶技术的概念和核心技术,进而分析了目前世界上自动驾驶技术的最新发展。接着介绍了现代农机自动导航系统技术的国内外发展现状,详细讨论了农机中的环境感知方法、路径规划方法和自动驾驶的常用算法,重点分析了考虑机器人的动力学约束、环境地形图和目标位置等计算最佳路径的卡尔曼过滤器（EKF）算法和粒子过滤器（PF）算法在具体应用时的相异。它们可以提升农业机械自动驾驶系统的准确性和效率,改进农业生产流程。最后讨论了自动驾驶农业机械在操作效率、资源利用、精准度、安全性、成本和环保方面的优势,总结了自动驾驶技术在农业机械领域的广阔应用前景和未来发展。     

选换挡拉丝对选换挡噪音及换挡力的影响研究

为提高选换挡吸入感,变速箱在设计时会增加吸入力,吸入力增加后,在换挡时造成换挡冲击、手感舒适度降低、驾驶室内换挡噪音明显增大,严重影响驾驶感受。为降低选换挡时噪音并改善选换挡手感,通过对拉丝进行优化提高选换挡手感,降低选换挡噪音计选换挡力。为改善该车换挡噪声、手感及选换挡力提供了一种改进方法,取得了较好的优化效果。     

汽车驾驶机器人模糊神经网络换挡控制方法

为了实现汽车驾驶机器人挡位决策的智能化,提出了一种驾驶机器人模糊神经网络换挡控制方法.模糊神经网络模型的输入为驾驶机器人油门机械腿的位移、试验车辆的车速和加速度,模型的输出为挡位.输入变量的隶属函数都为3个,类型都采用广义钟形函数gbellmf,网络训练算法选用反向传播算法和最小二乘法相结合的混合学习算法.仿真结果表明,汽车驾驶机器人模糊神经网络控制仿真挡位与试验挡位基本一致,该方法可根据操作工况环境实现正确的汽车驾驶机器人挡位控制.     

基于北斗导航的农机自动驾驶系统设计和实现

精准农业是一种新兴的农业理念,重视采用先进的科学技术开展农业生产,不仅可以充分利用农业资源,也可以提高农作物产量,对于降低生产成本、提升经济效益具有重要的意义。农机自动驾驶系统是满足精准农业要求的重要一环,实现高精度定位对其可行性具有重要的影响。基于此,笔者以农机自动驾驶系统为依据,在概述北斗导航的基础上,提出基于北斗导航的农机自动驾驶系统软硬件设计及实现情况,以期为类似研究提供一定的参考。仿真结果表明,在农机自动驾驶领域引入北斗导航,依托北斗导航对农机自动驾驶系统进行设计,借助北斗导航高精度定位信息,通过控制器对农机实施控制,促使农机按照既定路线完成自动驾驶,可以满足农机对于预定路径精细化跟踪的要求。     

应用2自由度电磁执行器的AMT换挡控制

为提高机械式自动变速器(AMT)换挡品质,研究一种应用2自由度电磁执行器的AMT换挡系统。阐述了执行器的工作原理,建立了执行器电路、磁路、机械耦合的仿真模型,并对其进行了性能测试。执行器可输出1 200 N的电磁力和2.5 N·m的转矩,并具有较快的动态响应。将AMT换挡过程分成4段,在同步过程中建立换挡品质综合最优的目标泛函,采用最优控制使换挡性能达到最佳。设计了退选挡时序重叠协调控制方法。研制了换挡控制器并完成试验,结果显示在转动惯量为0.03 kg·m2、转速差为620 r/min时换挡,选挡时间17.8 ms,换挡时间为135 ms,冲击度为3.68 m/s3,单位面积滑磨功0.077 J/mm2。退选挡时序重叠协调控制可减少换挡时间11 ms。试验结果表明,结合设计的控制策略,该AMT换挡系统取得了较好的换挡性能。     

水田作业农业机器人平台设计

以水田作业环境和无人农机作业要求为依据,设计并搭建了一种采用电驱动的机器人移动平台,主要包含行走底盘和控制系统。行走底盘由主机架、电力驱动系统、行走总成、转向总成和提升机构等组成;控制系统以STM32F407IGT6为主控制器,利用测速编码器、角度传感器、AT9S遥控器及R9D无线模块等设备,实现了机器人平台的远程遥控行驶控制。平台搭载GPS-RTK导航系统进行了轨迹追踪试验,结果表明:水田作业机器人平台的远程遥控控制及轨迹追踪控制符合农机无人作业的要求。     

农业机器人轨迹优化自动控制研究——基于BP神经网络与计算力矩

以农业机器人精密轨迹优化自动控制为目标,在优化算法中引入BP神经网络与计算力矩法结合的自动控制器,旨在减少作业过程中的运动误差,提高其工作效率。首先,建立农业机器人数学模型,分析其运动学和动力学原理;然后,设计了农业机器人运动控制系统,引入BP神经网络对不确定动力学因素进行判断,并提出解决该因素的自适应学习法;最后,对该系统运用Mat Lab进行了仿真。试验表明:以BP神经网络与计算力矩法结合的自动控制器可以有效优化机器人运动路径,提高机器人整体作业效率,系统运行稳定、可靠性强,且对外部环境的干扰因素具有较强的自适应学习能力。     

电执行元件在自动换挡过程中的动力分析

随着自动变速技术的广泛应用,对农用运输车来说,自动换挡的控制已是关键的技术,而对换挡品质的研究也越来越受到关注.为此,提出了电磁离合器在自动变速器中的应用技术,该变速器是由一系列电磁离合器组合而成的装置;结合电磁离合器的特性,建立了自动换挡过程的等效动力学模型.     

基于滑模变结构的农机路径跟踪控制算法研究

为提高农机路径跟踪时的精确性，提出了一种基于滑模变结构的路径跟踪控制算法，并运用滑模变结构算法设计了自动驾驶控制器，通过简化农机车辆模型与线性化二自由度模型，求解出滑模变结构控制器的控制规律。通过在Simulink与CarSim中建立联合仿真模型验证控制器的可行性，结果表明：基于滑模变结构的农机路径跟踪控制算法的车辆作业转弯时横向偏差可控制在0.45m之内，实际行走路径与预设路径基本吻合，较加入预瞄模块的PID控制算法控制精度得到提高，满足自动驾驶农机路径跟踪精度及实时性的需求，可为农机路径跟踪控制的研究提供参考。     

郓城县着力推广智能农机装备

<正>“十三五”时期,郓城县加快农机化转型升级步伐,着力推广高端智能农机装备和先进适用绿色技术,一大批智能化技术获得推广应用。一、一批智能农机装备落地1.农机北斗导航辅助驾驶技术按控制类型分为液压式和方向盘式。液压式通过机顶天线接收卫星信号并传输到内置接收机,提供车辆当前位置,角度传感器向控制器发送高精度转角信息,感应车辆实时转向角度,控制器计算处理卫星天线和角度传感器接收到的信息,并向电磁液压阀实时发送指令,电磁液压阀接收控制指令直接作用在车辆液压转向油路上,实时控制液压油流量和流向,实现车辆转向控制,     

车辆稳定性控制的虚拟实验

基于虚拟驾驶实验平台开发了车辆稳定性控制器.构建了由实车、虚拟场景、车辆动力学模型等组成的虚拟驾驶实验平台.用神经网络估计模型对车辆动力学系统进行了辨识,通过调整神经网络对象模型设计了神经自校正控制器,该控制器通过产生横摆力矩迫使车辆横摆角速度跟踪理想响应.在虚拟驾驶实验平台上研究了施加控制后车辆的响应及其与驾驶员的交互,对车辆在紧急避障操纵时的响应进行了虚拟仿真实验,验证了车辆稳定性控制器的有效性.     

一种汽车自动驾驶用自动换挡装置的研究

设计一种汽车自动驾驶用自动换挡装置,将换挡杆总成安装在换挡杆上,与换挡伺服电机总成连接,并在换挡杆总成上安装凸轮伺服电机,从而实现挡位变换、控制换挡杆上倒挡按钮的开与闭的目的。结果表明,这种汽车自动驾驶用自动换挡装置,其换挡杆总成驱动连杆摆动,进而实现换挡操作,方便快捷,具有实用性。     

拖拉机自动换挡动力匹配及技术实施设计

良好的拖拉机性能是农业机械化生产的可靠保证,与传统的驾驶模式相比,自动换挡技术在拖拉机上的应用能显著提升不同作业过程的合理化程度,并同时优化驾驶条件,降低劳动强度。针对现阶段拖拉机换挡技术的转型升级,分析了自动换挡技术在拖拉机上应用的影响因素,并对技术实施进行了分析与设计。