拖拉机悬挂试验台电液加载系统的设计与研究

发布时间：2020-07-04 15:55

【摘要】：近年来,随着电子、计算机、人工智能等高新技术的发展,机电液一体化技术正逐步应用于拖拉机上,促使着拖拉机不断向智能化方向发展。传统拖拉机所采用的液压悬挂系统也逐渐被电控液压悬挂系统所代替,但电控液压悬挂系统仍处于研究的初级阶段。为了方便拖拉机悬挂耕深控制策略的研究开发,缩短开发周期、减少开发成本,一套能系统仿真犁体在田间工作时所受土壤阻力的加载试验台是必不可少的。目前,国内外研究开发的加载系统种类繁多、功能各异,且多数集中在汽车的变速器、传动、转向和拖拉机、机车的转向等方面的研究,以满足关键机构的开发设计或提供相关性能测试任务,对加载系统的试验台的设计与开发则相对较少。针对以上现状,本文基于拖拉机电液悬挂试验台,对悬挂加载系统进行研究,主要工作如下：首先,对比分析国内外常见的加载方式及其使用场合,分析现有加载系统的优缺点,结合拖拉机进行耕作的实际情况,确定采用电液比例阀的加载方式。对加载系统的机械、液压和电子控制部分进行设计,并对液压元件和传感器等进行选型与安装,搭建电液悬挂加载试验台。其次,理论分析并计算拖拉机耕地过程中犁体受到的土壤阻力。采用贴应变片于悬臂梁上,组成桥式电路测力的方法,间接测量犁耕过程中犁体所受空间三个方向的土壤阻力。通过田间测试实验对理论分析的结果进一步验证,归纳出不同车速、不同耕深下犁体所受土壤阻力的变化形式。然后,采用AMESim-Simulink联合仿真的方法对悬挂加载系统进行分析,一方面验证所设计的加载系统合理性,另一方面通过仿真试验,确定适合加载系统的控制策略。由仿真结果可知,本文设计的加载系统准确、可靠,采用经典PID控制算法,使系统具有较强的响应性、适应性,加载精度高,能够满足电液悬挂系统的研究开发与性能测试要求。最后,选用C8051F040混合信号ISP FLASH微控制器,对加载系统控制部分的硬件电路和软件程序进行设计。基于所搭建的加载试验台,进行相关的加载试验,包括对传感器和电磁比例溢流阀进行标定,进行恒阻力、阶跃和斜坡3种信号的加载试验,以模拟拖拉机耕地时不同工况下犁体所受的土壤阻力。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S219.03

【参考文献】