整杆式甘蔗联合收割机液压系统设计与速度控制研究

发布时间：2017-06-07 04:00

  本文关键词：整杆式甘蔗联合收割机液压系统设计与速度控制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国产糖量在世界范围内跻身前列,甘蔗不仅是我国制糖的主要原料,更是主要甘蔗种植地(主要是南方,如广西、云南等地)的最重要经济作物,其产量的多少以及收割效率的高低对南方地区经济乃至我国整个制糖产业的发展至关重要。要提高甘蔗收割效率就必须要实现甘蔗收割生产的机械自动化,液压技术应用在甘蔗收割机上可以大大推动甘蔗生产的自动化。因此,研究开发适应南方地形及气候变化且符合工作要求的甘蔗收割机液压控制系统十分重要。本文介绍了国内外甘蔗收割机的发展及应用情况,分析了甘蔗收割机的运动特点,结合农业机械的设计准则,根据甘蔗收割机的工作特点和结构特点,通过科学的评价方法,从液压系统的可靠性、节能性、维护性、经济性等方面比较了三种甘蔗收割机液压系统的设计方案,从三套设计方案中总结设计出了综合性能最优的一个。结合实际经验,经过理论计算,确定了各执行机构的工作速度。通过仿真分析重点研究了液压系统中的负载敏感系统以及剥叶闭式控制系统的性能:AMESim建模与仿真分析结果显示负载敏感系统可以很好地调节各组马达的转速,且各组马达的转速可以基本不受负载变化影响,保持稳定;通过PID控制优化剥叶系统的性能,AMESim与Matlab/Simulink联合仿真分析结果显示剥叶马达的转速可以很好地跟踪输送马达转速的变化,时刻保持两者速度的匹配,保证工作的协调性。说明本设计方案可以满足甘蔗收割时负载不断变化的情况下,各执行机构保持转速稳定,速比不变,工作协调的要求。最后又通过现场试验验证了液压系统仿真模型的正确性,以及液压系统方案的可行性。同时,通过本文研究,对于甘蔗收割机这类包含负载不同的多执行机构,且多执行机构同时工作的机器,找出了适合的控制系统方案。
【关键词】：整杆式甘蔗收割机 液压系统研究 PID 建模与仿真
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S225.53;TH137.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 国内外甘蔗收割机的类型及应用情况10-13
• 1.3 我国甘蔗收割机械存在的问题及发展方向13-16
• 1.3.1 切段式甘蔗联合收割机存在的问题13-15
• 1.3.2 整杆式甘蔗联合收割机目前存在的问题15-16
• 1.3.3 我国甘蔗联合收割机的发展方向16
• 1.4 本文主要研究内容16-18
• 第2章 整杆式甘蔗收割机主要执行机构速度分析18-28
• 2.1 整杆式甘蔗联合收割机总体结构及工作流程18-20
• 2.1.1 整杆式甘蔗收割机的总体结构18-19
• 2.1.2 整杆式甘蔗收割机的工作流程19-20
• 2.2 整杆式甘蔗联合收割机主要执行机构的速度匹配20-27
• 2.2.1 刀具切割转速与行走速度的确定21-24
• 2.2.2 喂入滚筒、剥叶滚筒、输送滚筒转速的确定24-27
• 2.2.3 其余转动机构转速的确定27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 甘蔗收割机液压系统研究与设计28-46
• 3.1 甘蔗收割机液压系统设计要求分析28
• 3.2 整杆式甘蔗联合收割机的液压系统方案28-34
• 3.2.1 传统方案30-32
• 3.2.2 改良方案32-33
• 3.2.3 创新方案33-34
• 3.3 整杆式甘蔗联合收割机液压系统方案比较34-44
• 3.3.1 模糊综合评价方法及其数学原理39-41
• 3.3.2 甘蔗收割机液压系统设计方案的评判分析41-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第4章 负载敏感系统的速度控制46-61
• 4.1 仿真软件介绍46-47
• 4.2 负载敏感泵的特性分析及其模型的建立47-53
• 4.2.1 负载敏感泵的工作原理47-48
• 4.2.2 负载敏感泵的动态方程48-50
• 4.2.3 负载敏感泵的AMESim模型50-53
• 4.3 电磁比例多路阀的特性分析及其模型的建立53-57
• 4.3.1 电磁比例多路阀的工作原理53-54
• 4.3.2 电磁比例多路阀的AMESim模型54-57
• 4.4 刀具-喂入-输送负载敏感系统模型的建立及验证57-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 泵控马达剥叶系统速度控制61-78
• 5.1 闭式变量泵的控制原理研究61-67
• 5.1.1 剥叶变量泵的排量控制原理61-63
• 5.1.2 泵控马达建模63-66
• 5.1.3 液压系统参数分析与计算66-67
• 5.2 泵控马达剥叶闭式系统的控制策略67-68
• 5.3 基于MATLAB/SIMULINK的剥叶控制系统仿真68-74
• 5.3.1 Matlab/simulink仿真软件简介68-70
• 5.3.2 泵控马达剥叶系统仿真70-71
• 5.3.3 泵控马达剥叶系统对负载敏感系统的速度跟踪研究71-74
• 5.4 现场试验验证74-77
• 5.4.1 试验内容74-75
• 5.4.2 实验设备配置75
• 5.4.3 试验过程及结果分析75-77
• 5.5 本章小结77-78
• 结论78-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果84-85
• 致谢85-86
• 作者简介86

【参考文献】

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本文编号：428097