拖拉机电控机械式自动变速器电控系统设计研究

发布时间：2020-07-14 16:35

【摘要】：当前我国农业正朝着规模化、集约化、机械化方向发展，拖拉机作为主要的农业生产机械，广泛应用于农业生产的各个环节。目前拖拉机上广泛采用的手动变速器，存在生产效率低、驾驶员劳动强度大等问题。随着电子控制技术的发展及其在拖拉机上的应用，电控机械式自动变速器(Automated mechanicaltransmission，简称AMT)能够实现自动换挡操作，提高了作业效率及操作自动化水平。电控系统的设计是拖拉机AMT研究的重点和难点，对其进行研究对提高国产拖拉机技术含量和国际市场竞争力具有重要的现实意义。本文以拖拉机AMT的电控系统为研究对象，将电控系统的设计划分为控制器设计和控制策略设计。在对AMT控制系统进行分析的基础上，选取了控制器芯片的型号和执行机构的类型，确定了AMT电控系统的总体方案。以TMS320F28335DSP芯片为核心，设计了AMT控制器的最小系统以及输入电路和输出电路，基于Multisim10.0软件对控制系统的主要电路进行了仿真，结果表明，所设计的电路能够实现预期的功能。采用模糊控制方法，设计了拖拉机起步过程中发动机转速和离合器接合速度的控制策略。制定了拖拉机速度、油门开度和滑转率的动力性三参数换挡规律，设计了换挡过程的控制策略。在Matlab软件中建立了拖拉机AMT系统的整体仿真模型，对设计的拖拉机AMT的电控系统进行了仿真分析，结果表明：AMT电控系统能够实现拖拉机平稳起步和平顺换挡。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S219.032.1
【图文】：

原理图,原理图,离合器,控制策略

图 1-1 拖拉机 AMT 控制器结构原理图Fig.1-1 Structure diagram of AMT controller1.3.2 拖拉机 AMT 控制策略为了实现拖拉机 AMT 电控系统的功能，需要对拖拉机 AMT 的控制策略进行深入的研究。在拖拉机起步和换挡的过程中，拖拉机 AMT 的电控系统需要完成对离合器、变速器和发动机的联合控制。因此，拖拉机 AMT 的控制策略包括离合器控制策略，换挡控制策略和发动机控制策略。1. 离合器控制策略由于拖拉机 AMT 没有离合器踏板，在拖拉机起步和换挡过程中，都要对离合器进行控制。对离合器的控制主要是对离合器接合速度的控制。拖拉机起步时，通过接合离合器将发动机的动力传递给拖拉机传动系。拖拉机换挡时，首先分离离合器，拖拉机完成摘挡和挂入新挡操作后，再按照控制策略的要求接合离合器。离合器接合速度的快慢会影响拖拉机的冲击度和离合器摩擦片的滑磨功，

电控系统,总体方案

Fig.2-3 Diagram of tractor AMT electronic-control system 本章小结(1) 对拖拉机 AMT 电控系统的工作原理进行了分析，确定了离合器、变油门拉杆执行机构的驱动方式。(2) 根据拖拉机 AMT 电控系统的功能要求，选取 TMS320F28335 DSP 芯控制器的微处理器芯片。(3) 根据所选 AMT 控制器微处理器芯片的特性，确定了拖拉机 AMT 电的总体方案。

电路图,电压电路,电压转换

图 3-1 12V 电压转换成 5V 电压电路图Fig.3-1 Circuit diagram of voltage conversion from 12V to 5V 3-1 转换得到的 5V 电压转换成 3.3V 和 1.9V 的两路电电源芯片，将 5V 电压加到芯片输入端，在输出端就能得电压，满足 DSP 芯片所需电源要求。图 3-2 为 5V 电源转换的电路图。GNDPOWERERSETR1R2GNC1NC21GND31EN41IN51IN61OUT231OUT241FB/SENSE25NC26NC271RESET28

【参考文献】