园艺电动拖拉机驱动系统设计与控制策略研究

发布时间：2021-03-06 06:02

　　现代农业对无污染、可持续发展的要求日益提高,电动拖拉机正成为农业机械领域的研究热点。目前国内尚未发展出完善的电动拖拉机设计方法,且缺乏相应的电动拖拉机动力性、经济性评价指标。因此,本文以园艺电动拖拉机为研究对象,设计其驱动系统,提出一种双电机转矩耦合式的驱动结构;优化整车关键布置参数;并针对园艺拖拉机作业工况制定驱动控制策略。本文的具体内容与如下:（1）电动拖拉机底盘参数设计:以园艺作业用小型电动拖拉机作为设计对象,设计其电驱动底盘,针对双电机式驱动结构,设计耦合变速箱。根据园艺拖拉机主要的工作模式,提出适用于园艺电动拖拉机的动力性、经济性评价指标。最后,对驱动系统各部件进行参数匹配设计,尤其是电机功率、电池容量、齿轮传动比等关键参数。（2）驱动系统数学模型与优化设计:针对拖拉机犁耕工况下的受力情况,建立拖拉机纵向动力学数学模型,使用Matlab-Simulink软件对动力性进行仿真。结合四轮驱动拖拉机的结构形式,探讨轴荷分配对驱动效率的影响,提出了以运动效率、滑转效率为双目标的优化设计方法。同时建立地面附着力约束、前后轮转速差约束、质心位置约束的约束条件,使用NSGA-Ⅱ算法对优化模... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

牵引力式耦合动力结构

江苏大学硕士学位论文3轮，动力最终在车轮以牵引力的形式实现汇流[10]，这种驱动结构的控制系统也更为复杂。例如特斯拉Model系列即使用双电机分别驱动前轴和后轴，如图1.1所示，动力在轮胎处实现了功率的耦合[11]。此结构形式可在四轮驱动和前轮驱动间自由切换，使得电机时刻保持在峰值功率区间。图1.1牵引力式耦合动力结构Figure1.1Thestructureoftractioncoupling混合动力耦合式是指采用先前所述的两种，或两种以上的耦合方式进行动力耦合，例如日本丰田汽车公司的PriusTHS-Ⅱ混动系统[12]。如图1.2，1.3所示，Prius同时具备电池、发动机、发电机、电机四个部件，发动机与发电机之间有一行星齿轮组，将发动机动力一部分分流至发电机用以给电池或电机供电，一部分通过齿轮传递至车轮。可以看出，Prius混合动力系统可以完成多种动力间的自由转换，其目的在于时刻保持发动机和电机均处于最优效率的工作状态，以此达到减少耗能的目的。图1.2丰田priusTHSⅡ混合动力结构图1.32004年Prius混动系统总成Figure1.2SubassemblyarrangementfortheTHSⅡFigure1.32004Priusengineandhybriddriveassembly1.2.2动力耦合系统控制研究现状动力耦合系统需要对各个动力源进行合理的转速、转矩控制，或者对耦合装

004年Prius混动系统总成


本文编号：3066561