基于CAN总线的重型拖拉机PST电液换挡品质及故障诊断研究

发布时间：2020-07-01 11:19

【摘要】：目前,我国农用拖拉机向重型化和智能化发展,为了避免拖拉机换挡时的动力中断,减少换挡冲击,减少频繁换挡导致的电液控制系统故障等问题,重型拖拉机逐步开始采用动力换挡变速器(Power shift transmission,PST)技术,实现动力换挡变速器的轻便操纵与自动化是其技术开发重要内容。本文以某款自主研发的拖拉机全动力换挡变速器为对象,对重型拖拉机PST电液换挡品质、电液系统故障进行了深入研究。依据ISO 11783协议标准设计了拖拉机整车CAN通讯网络,满足整车各模块之间的通讯要求;设计了PST节点与CAN bus连接的硬件电路,用于实现动力换挡变速器系统功能;设计了动力换挡应用层数据帧,以提高动力换挡变速器节点在CAN通讯网络中的工作效率。建立了拖拉机运动学模型、动力换挡变速器转矩传递模型和换挡离合器模型,并在AMESim中建立了简化动力换挡变速器机械模型、整车模型和电液控制模型。仿真了电液比例阀的流量和压力特性曲线、换挡离合器位移和扭矩变化曲线,验证了系统仿真模型的可靠性。分析了换挡离合器动力耦合过程的扭矩传递特点,研究得出换挡离合器平稳控制的关键是离合器油缸的压力控制。以换挡重叠时间和接合压力为切入点,研究不同的压力控制策略对换挡品质的影响。仿真表明换挡重叠时间为0.3s时,换挡液压冲击最小、滑摩功最少且扭矩损失最少,具有最佳的换挡品质;接合压力在0.40-0.63 MPa(滑差455-560r/min)范围内的输出扭矩相同,滑摩功和换挡液压冲击在接合压力为0.40MPa时有最小值。对动力换挡变速器电液控制系统常见故障进行了分析,根据以往记录的故障数据特点,选取了部分特征向量,采用支持向量机多类分类方法,借助LibSVM工具包在Matlab中实现故障模式识别,正确率达到95%,满足实际工程需要,该方法可以实现基于整车CAN通讯网络的故障模式在线识别。
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S219
【图文】：

学工程硕士学位论文 第4 基础上制定了 ISO11783 协议，是农业和林业机械的标准通信规范及汽车工程师协会（Society of Automotive Engineers，SAE）提出用于工的 CAN 协议（SAE J1939/02）；2001 年，New Holland、Ford 等公司农机展展出了CAN 总线网络电子控制单元拖拉机。目前，CAN 总线已经较为成熟，与 GPS 结合用于拖拉机的自动导航、精准作业和农具仪表、传感器和总成部件控制等[1-9]。

图 1.1 机器连接器结构Fig. 1.1 Structure ofthe machineconnector文献[2]中德国国家联合研究项目 iGreen 产品的一个“节点”拖拉机），John Deere 专注于开发基础架构节点互连机器的 总线、移动网络和 iGreen 的超级任务管理系统，实现基于任文献[7]设计的基于 ISO11783 协议的导航系统结构，开创性组合导航系统，包括雷达地速测量单元、侧倾和俯仰角的时精确位置测量单元（RTK）和农具局部位置测量单元等，的精确把握。

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本文编号：2736690