电动拖拉机动力电池压载构型设计与参数优化

为改善电动拖拉机动力电池压载效果以提升整机牵引性能,提出了一种位置可调的电池压载框架结构;基于牵引性能预测基本方程,以驱动效率、滑转率和前轴安全压载综合最优为目标建立电池压载参数优化模型,该模型可根据作业条件给出最优电池压载参数;在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了电动拖拉机牵引作业仿真模型,针对负载1~5kN范围内的水平牵引工况,对电池压载参数优化前后的牵引性能进行了仿真对比分析;基于所提出的位置可调电池压载框架结构,搭建了电动拖拉机实验样机,并在室内土槽环境下对压载参数优化模型进行验证。结果表明：在保证前桥安全压载的前提下,所提出的电池压载构型使牵引车速和能量利用率分别提升4.16%和5.66%,有效提升了电动拖拉机的牵引作业性能。     

重型拖拉机控制器的CCP底层驱动与上位机设计

针对重型拖拉机控制器的在线标定测量问题,以32位单片机MPC5744P为例,开发了控制器局域网络标定协议(controller area network calibration protocol,简称CCP)的底层驱动程序。依据CCP的需求设计了FlexCAN模块、PIT模块以及Flash模块的底层驱动程序。为实现对变量的在线标定,利用Python的外部工具PyQt5设计了相应的上位机。为验证所设计系统的性能,通过上位机对MPC5744P单片机进行了变量的在线标定测量测试。试验结果表明,设计的CCP底层驱动能够通过与上位机的交互准确实现变量的在线标定测量,符合设计要求。     

差高机构对微型履带山地拖拉机稳定性的影响

为使微型履带山地拖拉机更好地适应丘陵、山地等地带作业,在现有履带拖拉机的基础上,对其行走系统进行了改进,增加了液压差高机构。根据差高机构的工作原理,运用矢量矩阵理论,建立了差高机构工作时整机质心位置变化的数学模型,并进一步给出了在坡道行驶时允许的最大坡度角。实例分析表明,差高机构使微型履带山地拖拉机纵向稳定性有所降低,但可提高其横向稳定性。     

南方丘陵山区土地整理项目后评价研究

为客观反映土地整理的实际效益,实现土地整理项目监督和考核,须将项目后评价提上日程。立足于南方丘陵山区土地整理,拟从生产条件、社会经济、生态环境、资源影响4方面构建项目后评价指标体系,并以四川省井研县分全乡土地整理示范项目为例,应用模糊综合评价方法进行实证研究。研究表明：项目实施取得了比较满意的综合外部效益,但项目重生产条件指标、经济指标和新增耕地指标,轻生态环境,导致项目区景观与生态环境改良效果不显著,应加强景观与生态建设。     

履带式拖拉机自动驾驶系统路径智能跟踪控制研究

为实现复杂环境下履带式拖拉机田间作业的路径跟踪控制,设计了履带式拖拉机自动驾驶系统,并对路径跟踪与控制算法进行了研究。自动驾驶系统由MCU、双源激光定位系统、速度控制系统、点火/熄火控制系统、液压转向系统等组成。采用模糊算法对行驶过程中的路径偏差进行补偿,实现对路径的跟踪控制。为验证算法的有效性,进行了Matlab/Simulate仿真与田间试验。结果显示对于NF502型履带拖拉机,该系统在100 m范围内可实现有效控制,表明该算法能实现对行驶路线跟踪与控制。     

拖拉机传动装置的结构优化研究

为进一步提升农用拖拉机的传动性能,同时降低能耗损失,根据拖拉机作业工况特点及用途,在查阅国内外拖拉机传动装置特性研究与整机发展情况的基础上,通过分析我国常用拖拉机的结构组成及传动系统工作原理,将混合动力传动应用于核心传动装置,并对关键部件进行合理布局和计算选型;同时,植入智能控制系统,对变速、转向、步进等各作业状态进行监控与实时调整,达到传动装置工作的可视化目标。其中,CVT应用于连续、平稳更换挡位,实现了传动及时、控制精准性能要求。搭建了试验平台对牵引性能、能耗环保指标及安全性能综合测试,结果表明:各挡位的传动比较优化前数据提升19%左右,拖拉机整体工作效率得到有效提高,可为后续拖拉机其他核心部件优化与改进提供思路和参考。     

拖拉机发动机电气故障诊断方法研究——基于信号瞬态成分稀疏表示方法

由于拖拉机发动机工作时的噪声较大,其故障信号较难采集,而电气信号的输出较为平稳,因此可以通过电气信号的特征提取来诊断发动机的故障。发动机电气的故障信号一般是特征较为明显的瞬态信号,有多种检测方法,信号的特征不同,各种方法的检测性能也会存在差异。本次提出了一种基于小波和稀疏表示的瞬态信号检测方法,并搭建了虚拟仪器平台对发动机的故障信号进行了检测。结果表明:采用小波和信号成分稀疏表示可以成功地提取发动机电气故障的瞬态信号特征,然后将信号特征和经验特征进行比对,便可以判断发动机电气的故障类型,为拖拉机发动机故障诊断的研究提供了重要的数据参考。     

3 D打印技术在拖拉机零部件模具制造中的应用

随着科技发展对材料的不断需求,利用快速成形技术直接制造金属功能零件将会成为主要发展方向,3 D打印技术正在快速改变着人们传统的生产方式和生活方式。在拖拉机零部件的设计制造过程中,部分结构复杂的零部件往往采用铸造的方式,需要结构复杂的模具。为了提高模具的生产效率,将3D打印技术引入到了模具的设计制造过程中,有效地提高了模具的加工制造效率。为此,以拖拉机轴承座的设计制造为例,对方案的可行性进行了验证,并建立了轴承座的三维模型,最后通过软件切片的方式生产了3D打印模具的工艺文件。通过对传统加工方法和3D打印模具制造方法进行对比发现:采用3D打印技术对拖拉机部件进行设计制造,可以有效地缩短设计周期,减少设计工序,降低设计成本。     

丘陵山地拖拉机车身调平双闭环模糊PID控制方法

为提高丘陵山地拖拉机自动调平控制系统性能,基于已开发的丘陵山地拖拉机姿态调整机构,提出了利用双闭环模糊PID算法调整车轮摆动角度的自动调平控制方法。首先,建立被控对象状态空间模型,并基于该模型设计了双闭环模糊PID控制算法。然后,对自动调平控制系统进行仿真分析,结果表明,在使用相同PID参数条件下,双闭环模糊PID控制比双闭环PID控制性能更优,可有效减少超调量和调平时间。最后,开展了静态和动态试验验证,结果表明,采用所提出的自动调平双闭环模糊PID控制方法,在15°坡地上调平时间为12. 5 s,调平误差小于0. 5°,且无超调现象,左右两后轮摆角绝对值差在±1°以内;同时,以1. 98 km/h的速度行驶在高低起伏的恶劣工作环境下,车身倾斜角可控制在±3°范围内,左右摆动机构摆动角度绝对值差在±5°范围内,相比于双闭环PID控制效果更优。     

基于无线网络的拖拉机遥操作系统设计与试验

为降低驾驶员的劳动强度以及改善其工作条件,设计了一套基于无线网络的拖拉机遥操作系统。首先提出了拖拉机遥操作系统总体设计方案,然后针对茂源MY250型拖拉机进行了执行机构改造,包括离合、制动、转向、油门、熄火执行机构以及启动控制,并设计了遥操作控制系统,包括用户界面与车载控制系统。最后进行了通信性能测试、执行功能测试与驾驶试验。结果表明,遥操作系统平均指令通信时延为0.074 ms,视频时延最大不超过373 ms,拖拉机各执行机构控制误差最大不超过2.21%,行驶速度为2.08 km/h时,直线行驶最大误差绝对值不超过208.5 mm,RMS误差最大不超过85.5 mm。