基于AMESim的旋耕机自动调平系统仿真分析与试验研究

发布时间：2024-04-26 03:21

　　为实现旋耕机田间作业过程中保持水平,设计了一种机具自动调平系统,该系统由控制系统、液压系统、三点悬挂机构、执行元件等组成。建立了该机具在不同情况下的数学模型,并基于AMESim软件构建了液压系统的仿真模型,仿真结果表明:常规PID算法超调非常明显,且连续调平后需要的稳定时间超过2 s,整体调节时间较长,达不到系统所需要求,而模糊PID算法响应时间为1 s左右,基本不超调,到达目标时间、且稳定时间明显更短。并对有、无自动调平功能的旋耕机进行了田间作业,结果表明:具有自动调平功能的系统相较无自动调平功能的系统在耕整地上有大幅度提升,前者耕深高度差最大为2.3 cm,后者耕深高度差最大为9.4 cm;前者平均耕深稳定性系数为94.7%,后者平均耕深稳定性系数为81%;前者平整度≤1.08 cm,后者平整度≤2.8 cm。研究了液压系统对调平影响规律,深入分析了调平响应速度、调平控制精度、系统稳定性,为旋耕机具对土壤作业保持平整性和耕深一致性提供了一定依据。

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【部分图文】：

图1整机结构

旋耕机自动调平控制系统为分置式液压系统,主要包括齿轮泵、溢流阀、阀块、电磁阀、调平油缸、举升油缸、转向油缸、液压转向机、油箱,通过油管互相连通,分别置于拖拉机上。调平结构采用三点悬挂执行机构,倾角传感器安装在上旋耕机的水平面上,通过传输线和控制器连接。旋耕机通过柱销调悬挂在悬臂拉....

图2简化调平结构

式中,θ为∠D1CD,∠D2CD;CD为两端固定点的长度;L为初始位置调平油缸行程;L0为调平油缸伸长或缩短长度。1.2自动调平系统设计

图3液压系统

农业机具自动调平液压系统由齿轮泵、溢流阀、电机、调平模块、举升模块、转向模块、PTO模块等组成,如图3所示。通过对液压系统各部分计算,本系统工作压力为16MPa。由一个三位四通电磁阀作为总开关,配合电机、液压转向器[15]及调平油缸作为调平油路,一个电动推杆控制手动举升阀作为举....

图4调平控制系统

u(k)=kp[e(k)+1Τi∫01e(k)dt+Τdde(k)dt]?????????(2)图5闭环控制系统

本文编号：3964633