基于滑模变结构的电动拖拉机恒速控制系统研究

发布时间：2020-03-28 04:59

【摘要】：能源和环境问题受到各个国家的广泛关注,世界各国已陆续提出了禁销燃油车的时间表,拟全面推出电动车辆。电动车辆智能控制是农业工程领域研究的热点之一。本课题主要是对电动拖拉机整车恒速智能控制系统进行深入研究,目的是在能够满足田间工况需求的情况下降低驾驶员劳动强度、提高作业质量,实现小型无人驾驶。1.电动拖拉机整车模型的建模仿真。根据拖拉机结构形式选中主要功能配件,运用动力学方程对电池、电机、传动系和驱动轮进行模块化数学模型,采用模块间关联参数的方法建立电动拖拉机机身整车模型。通过Matlab/Simulink对整车数学模型建模仿真,观察在外界负载变化的情况下电机、驱动轮的速度变化情况,验证模型建立的合理性,为实现系统调节提出依据。2.电动拖拉机恒速控制策略的方法研究。针对控制系统出现奇异、导数不连续的问题,提出一种Terminal滑模变算法的自适应恒速决策控制算法。以车速为目标,采用“线性+非线性”滑模面,设计Terminal滑模变控制函数对自适应律在线调整,在外界干扰情况下使跟踪误差在有限时间内收敛到零,有效改善恒速控制器的控制质量。与PID算法对比,采用Matlab/Simulink仿真,比较两者的控制精度和响应时间。3.恒速控制系统的设计与开发研究。硬件以DSP处理器为核心,选择合适的传感器对控制系统电压、电流、转速和转矩等信号进行采集,将数据送与DSP处理,并将调节信号输出反馈给电机。采用CCS软件对系统主程序、初始化、中断服务程序、自适应Terminal滑模变子程序等进行编程。4.试验台搭建。试验台主要有电源模块、电机及电机控制器、变速箱、整车控制器、磁粉制动器及负载控制器等设备组成。离线标定速度,设计空载、带载、模拟载荷三个试验方案,验证电动拖拉机整车模型的合理性和控制策略的可靠性。
【图文】：

图 1-1 GE 的 E15 电动拖拉机 图 1-2 日本井关拖拉机Fig.1-1 General electric Elec-Trak E15 Fig.1-2 Ichikawa Japanese tractor

图 1-1 GE 的 E15 电动拖拉机 图 1-2 日本井关拖拉机Fig.1-1 General electric Elec-Trak E15 Fig.1-2 Ichikawa Japanese tractor
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S219.4

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本文编号：2603961