园艺电动拖拉机驱动系统控制策略研究

发布时间：2020-08-16 21:16

【摘要】：现代果园和茶园对作物生长环境的标准化程度要求越来越高,而基于传统拖拉机平台的园艺拖拉机在排放性能方面很难适应现代果园和茶园的生产与管理需要。本文以园艺电动拖拉机为研究对象,在制定整机驱动系统结构方案的基础上,分别对双电机动力耦合驱动系统参数匹配设计方法、作业模式切换控制策略以及驱动系统控制策略进行了研究。具体研究内容如下:(1)根据园艺电动拖拉机作业的动力需求,制定了适用于多种作业工况下的整机驱动系统结构方案,即:双电机动力耦合驱动系统结构方案,并对动力耦合机构的工作原理和驱动系统的作业模式进行了分析。(2)根据园艺电动拖拉机的动力性和经济性设计指标要求,分析了园艺电动拖拉机整机性能的评价指标,提出了双电机动力耦合驱动系统参数匹配设计方法,完成了双电机动力耦合驱动系统关键部件的选型,基于整车动力性能仿真软件Cruise对整机性能进行了仿真分析。(3)根据双电机动力耦合驱动系统的多种作业模式,分别制定了适合每种作业模式的控制策略;同时从园艺电动拖拉机的动力性和经济性需求考虑,依据选取的作业模式切换点,制定合理有效的作业模式切换控制策略。(4)根据整机的控制目标,制定了园艺电动拖拉机驱动系统控制策略。整个驱动系统控制策略框架主要包含三个模块,即:整机需求转矩计算模块、作业模式选择与切换模块以及双电机转矩最优分配模块。其中,在整机需求转矩计算模块中,懫用模糊PID算法对该工况下的需求转矩进行识别。仿真结果表明,仿真车速基本维持在目标车速附近。在双电机转矩最优分配模块中,以双电机效率最优为控制目标,基于双电机转矩耦合作业模式制定了双电机转矩最优分配控制策略,并在MATLAB进行仿真验证。结果表明基于双电机效率最优的转矩分配控制策略能有效提高整机驱动系统效率。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S219.4
【图文】：

图 1.1 研究技术路线图Fig.1.1 Research technology roadmap.8 本章小结本章首先介绍了本课题的研究背景及意义；然后详细分析了电动拖拉机在、驱动系统结构形式以及驱动系统控制策略等方面的研究现状；最后在此基确定了本文章的主要研究内容和技术路线。

图 2.1 园艺电动拖拉机作业动力需求Fig.2.1 Power demand of horticultural electric tractor电机转矩耦合驱动系统结构方案确定据动力耦合机构结构的不同，双电机动力耦合方式主要分为双电机（a）和双电机转速耦合方式（b）[50]，其中被广泛研究的动力耦合齿轮式转矩耦合结构和行星齿轮式转速耦合结构。综合对比齿轮式星齿轮式转速耦合两种耦合机构结构方式，对园艺电动拖拉机动力构方案进行设计，如图 2.2 所示。

图 2.1 园艺电动拖拉机作业动力需求Fig.2.1 Power demand of horticultural electric tractor 双电机转矩耦合驱动系统结构方案确定根据动力耦合机构结构的不同，双电机动力耦合方式主要分为双电机转式（a）和双电机转速耦合方式（b）[50]，其中被广泛研究的动力耦合结括齿轮式转矩耦合结构和行星齿轮式转速耦合结构。综合对比齿轮式转行星齿轮式转速耦合两种耦合机构结构方式，对园艺电动拖拉机动力耦结构方案进行设计，如图 2.2 所示。

【参考文献】

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本文编号：2794956