拖拉机动量飞轮主动防侧翻控制与模型试验研究

针对拖拉机侧翻致死致伤事故仍时有发生的问题,基于旋转刚体加速时的反向施矩原理,以反作用动量飞轮为执行元件,提出了从主动安全角度解决拖拉机侧翻问题的研究方法。通过构建拖拉机动力学系统数学模型,解析了整机侧翻行为的动态演变机理。为保证拖拉机主体结构的完整性,将动量飞轮置于拖拉机前部,取代传统静态配重的同时可主动提供防侧翻力矩。应用Matlab/Simulink软件,对反作用飞轮的回稳过程进行了基于PID控制的有效性仿真分析,同时设计并搭建了比例模型试验平台,对主动施矩飞轮的回稳控制效果进行了试验验证。结果表明,装备飞轮的拖拉机与无控制组对比,在一次试验中可多次实现整机的防侧翻控制,使整机防侧翻性能得到明显改善,且不同行驶工况下的试验数据与仿真结果的相关性较强,充分验证了本文拖拉机侧翻动力学模型的有效性。     

轮式拖拉机主动防侧翻系统的设计

丘陵山区容易发生拖拉机侧翻事故,为了降低拖拉机侧翻风险,设计了一种轮式拖拉机主动防侧翻系统。同时,建立了拖拉机侧倾角和胎压之间的数学关系,通过检测拖拉机轮胎胎压判断是否有侧翻风险,并在拖拉机发生侧翻前主动接管拖拉机并完成防侧翻转向和减速熄火操作,以降低侧翻风险。试验结果表明：系统在常温和高温的室外环境下,对于沙土地、粘土地和铺装马路都具有较好的工作性能,但在低温室外环境下的反应操作时间较慢。     

拖拉机侧翻试验的重要性及注意事项

拖拉机侧翻试验主要是测试拖拉机在侧翻试验台上,倾斜拖拉机,拖拉机一侧车轮中任一车轮的支承平面法向反力至零以前或离开支撑面前的侧翻角。拖拉机的侧翻稳定角是通过比对左右侧的侧翻测试结果,以最小值为拖拉机的侧翻稳定角和最大侧翻稳定角。1拖拉机侧翻试验的重要性随着经济的发展,我国农业机械的应用范围越来越广,但其事故发生率也呈上升趋势。特别是拖拉机侧翻事故频频发生。造成侧翻事故的发生,分析原因主要     

拖拉机汽车防侧翻装置的技术探讨

<正>本文设计构想了在充气轮胎紧靠轮圈处再加一个特制的内胎和网罩,在爆胎的同时靠其内部的气压,暂时承担起车体的压力,起到爆胎后仍然保持车体平衡,防侧翻的作用。一、防侧翻装置的设计理念无论任何车辆,只要是充气轮胎,就有爆胎的可能。质量再好的轮胎也不可能保证100%不爆胎。据报道,全国各地因爆胎引发的交通事故时有发生。本     

城市公交车制动能量回收方式综述

文章在分析城市公交车运行工况的基础上,说明了城市公交车能量回收系统的必要性。分析了三种制动能量回收方式的结构原理,对三种制动能量回收系统在城市公交车上的应用进行了分析比较。     

拖拉机极限态侧翻回稳陀螺主动控制系统设计与试验

针对拖拉机在斜坡行驶中受复杂路况激扰易引发的极限态侧翻失稳问题,基于单框架控制力矩陀螺设计了主动侧翻回稳控制系统。以单侧轮胎离地侧翻工况为主要研究对象,利用欧拉-拉格朗日方程构建了整机和力矩陀螺耦合系统的非线性侧倾动力学方程,并基于反步设计法推导了状态反馈控制律。该控制律可依据侧翻危险程度实时调整陀螺转子的进动角速度,定量输出侧翻回稳力矩。以环境障碍物和整机行驶速度为变量,开展了极限态侧翻失稳控制比例模型试验。结果表明,与无控制组相比,采用力矩陀螺主动侧翻回稳系统可显著调控拖拉机的侧倾过程,且在实际侧倾角大于静态临界侧倾角9.58%时仍能有效实现侧翻回稳。研究表明,提出的控制方法可适用于不同危险程度的极限侧翻工况,为拖拉机主动安全控制提供理论依据和技术参考。     

电动汽车制动能量回收系统的分析研究

蓄电池储电不足而造成续驶里程短是限制电动汽车发展的一大因素.在文章中,通过对电动汽车制动能量回收系统的分析,找出其影响因素,并介绍了制动能量回收的方法.     

电动汽车制动能量回收系统研究

为进一步提高电动汽车的能量利用效率以改善其续驶里程,开发了一套电动汽车制动能量回收系统.系统结构简单,可靠性高,并具有机械制动备份功能.同时,考虑到电动汽车电动机和电池性能参数,开发了高效的再生制动控制策略,算法具有较强的移植性.采用硬件在环的方式对系统的控制效果和制动能量回收效率进行了仿真测试.结果表明,再生制动力和摩擦制动力可以很好地协调运作,同时有效地回收制动能量.最后,在燃料电池汽车上进行转鼓实验,很好地完成了Japan-1015循环工况,能量回收效率高达59.15％.     

电动汽车制动能量回收系统研究

为进一步提高电动汽车的能量利用效率以改善其续驶里程,开发了一套电动汽车制动能量回收系统。系统结构简单,可靠性高,并具有机械制动备份功能。同时,考虑到电动汽车电动机和电池性能参数,开发了高效的再生制动控制策略,算法具有较强的移植性。采用硬件在环的方式对系统的控制效果和制动能量回收效率进行了仿真测试。结果表明,再生制动力和摩擦制动力可以很好地协调运作,同时有效地回收制动能量。最后,在燃料电池汽车上进行转鼓实验,很好地完成了Japan-1015循环工况,能量回收效率高达59.15%。     

电动汽车制动能量回收系统的设计

汽车的续航能力与蓄电池的储电量是息息相关的,由于电池容量有限,因此通过对再生制动技术的应用可以使部分能源进行二次利用,间接达到增加汽车续航能力的目的。本文通过研究汽车电机、机械制动、半轴等部件协调工作,使能量回收系统在电动汽车上得以体现。     

电动拖拉机综合台架试验系统设计与试验

电动拖拉机试验具有测试对象多和物理系统复杂的特点,单一试验系统不能满足电动拖拉机性能测试要求。根据电动拖拉机作业特点,通过分析其动力传动系统数学模型,确定了以电动机效率、电池组放电特性为测试变量的设计任务。采用模块化方法,设计了能源系统试验模块、动力系统试验模块和电动拖拉机综合试验系统整体方案。通过研究试验系统总体参数设计方法,得到了加载电动机、电池测试系统和直流电池模拟器等部件的参数计算模型。通过试验系统硬件选型匹配,设计了可满足90 k W以下电动拖拉机性能测试的试验系统。在该试验平台进行了电动拖拉机性能台架试验,结果表明:试验测试误差与前期仿真分析误差在10%以内,设计的综合台架试验系统对电动拖拉机部件性能测试的适用性较好,满足整机性能分析和标定的试验需求。     

磁流变阻尼器结构设计与能量采集效能仿真与试验

设计了一种集阻尼可控、位移自感应和振动能量采集功能于一体的自感应振动能量采集型磁流变阻尼器,对设计的单感应线圈式、双感应线圈式振动能量采集装置进行了电磁场仿真分析。搭建了试验测试系统,测试分析了单感应线圈式、双感应线圈式振动能量采集装置的能量采集效能,分析了弱导磁性不锈钢绕线架和不导磁PLA绕线架对能量采集效能的影响。测试结果表明,在幅值为7.5 mm、频率为4 Hz的正弦位移激励下,双感应线圈式振动能量采集装置采集的感应电压幅值为2.512 V、能量采集功率为1.5 W,其能量采集效能约为单感应线圈式的2倍;弱导磁性与不导磁绕线架的能量采集效能几乎相同。     

纯电动拖拉机电驱动系统设计与试验

根据拖拉机工作特性与传动特性要求,设计了一种基于丘陵山区耕播工况下拖拉机电驱动系统,包括电驱动传动方案、驱动电机参数匹配、传动机构及动力输出机构特征参数设计等。在搭建的电驱动系统综合性能试验台上对该系统进行外特性、传动效率、噪声及可靠性测试。试验结果表明,该电驱动系统传动效率在72%~94%之间,且在1 000 r/min以内低速工况下,能够稳定输出扭矩;在1 000~3 000 r/min之间能稳定输出功率。满足拖拉机耕播工况和运输工况下的特性要求,验证了电驱动系统设计的合理性。     

拖拉机电性能虚拟综合测试系统设计与试验

基于虚拟仪器构建了拖拉机电性能综合测试系统,以满足整车条件下拖拉机电器功耗、电器部件匹配选型等研究测试需要。首先在分析拖拉机电性能测试要求的基础上,对硬件进行选型。然后设计了以美国NI cRIO控制器为核心的测试系统,实现对蓄电池和发电机端电压和电流、发动机转速、车速、温度等信号同步采集。给出了测试系统的虚拟软件设计方案,包括在数据采集器中运行的FPGA软件和实时软件,以及在上位机中的数据采集与分析软件等。最后进行了电流精度对比试验和拖拉机电性能场地实车试验,试验验证了本系统电流采样精度和工作可靠性。     

增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型研究

以双电机独立电驱动增程式电动拖拉机旋耕机组为对象,提出一种适用于旋耕作业的双输入变量后向建模方法,即在模型中将行驶速度和动力输出轴旋耕转矩作为输入量,设计了双电机独立驱动增程式电动拖拉机动力系统能量管理模型。针对旋耕作业特性,提出一种基于实测数据与经验公式相结合的设计方法,建立了旋耕工况周期模型。基于动态规划算法,分别对其进行旋耕作业仿真试验和台架试验,结果表明：仿真试验结果与台架试验结果吻合度较高,能量管理模型能够很好地描述增程式电动拖拉机在给定旋耕工况下各电机功率、发电机组功率和动力电池组荷电状态的变化情况,且仿真试验和台架试验中燃油消耗量分别为4 065.5 g和3 994.7 g,其相对误差为1.77%,验证了建立的增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型的合理性和准确性。     

拖拉机经济性虚拟综合测试系统设计与试验

基于虚拟仪器构建了拖拉机经济性综合测试系统,以满足拖拉机节油节能技术、动力总成设计优化、农艺规范优化等研究测试需要。首先在分析拖拉机油耗测试要求的基础上,对硬件进行选型,设计了以美国NI cRIO控制器为核心的测试系统,实现对瞬时和百公里油耗、行驶速度和轨迹、发动机工作点等信号同步采集。给出了测试系统的虚拟软件设计方案,包括FPGA软件、实时软件和上位机数据采集与分析软件等。对油耗流量传感器输出的两路正交编码TTL信号进行X4编码编程,将有效方波信号计数分辨率提高到0.25个方波。编程实现系统对燃油正、回流识别和计数,采用FPGA精确定时技术确定计数脉冲边沿跳变时刻,有效提高了瞬时油耗测试精度。将发动机OBD接口中的CAN和K线接入系统,并编程实现对发动机输出扭矩、转速等信号的同步采集,以分析发动机工作状态。最后进行了对比试验和场地试验,验证了本系统瞬时油耗采样和数据处理方法的准确和实时性,以及整个系统功能和可靠性。研究为拖拉机经济性综合评估和分析提供了有效手段。     

拖拉机防护装置自动静载试验系统设计

针对拖拉机防护装置静态试验设备调节繁琐、自动化程度和作业效率低等问题,设计了拖拉机防护装置自动静载试验系统。该试验系统由机械加载及辅助系统、液压系统和测控系统等组成,采用一次性夹持固定拖拉机防护装置,通过三维移动加载立柱、压垮横梁以及手动/遥控调节、自动加载等方式,实现拖拉机防护装置在不同工况下的静载试验。利用该试验系统对WD1104型轮式拖拉机驾驶室进行了水平纵向加载、侧向加载和2次垂直压垮试验,试验结果表明,系统性能稳定,纵向加载和侧向加载下的能量控制误差分别为0.55%、0.03%,垂直后压垮和垂直前压垮试验压垮力控制误差分别为0.63%、0.16%,满足相关标准对试验设备的要求。     

电动拖拉机CAN通信网络设计及硬件在环测试

针对由于电动拖拉机控制系统的改变,拖拉机传统布线难以满足各电子控制单元之间的信息共享等问题,以功率分汇流式电动拖拉机CAN通信系统设计为例,基于SAEJ1939协议设计了CAN通信网络系统。分析比较了4种拓扑结构的优缺点,采用高、低速CAN通信网络系统构建了整机CAN网络结构。基于SAEJ1939协议,结合电动拖拉机结构及其作业工况特点制定了整机CAN通信网络协议。基于d SPACE硬件在环仿真平台和CANoe软件进行了CAN通信网络硬件在环测试试验。结果表明:功率分汇流式电动拖拉机CAN通信网络系统报文发送接收正常,测试模拟过程中没有出现错误帧,通信效果良好,系统稳定可靠;通信网络理论负载率理论计算结果与测试结果基本一致,验证了CAN网络系统的实时性和可靠性。     

汽车及拖拉机电气系统可靠性设计

介绍了汽车和拖拉机电气系统可靠性设计的重要性、设计程序及方法,在传统设计的基础上,运用可靠性设计可以提高汽车及拖拉机电气系统的整体性能。