论文部分内容阅读
本文对拖拉机作业机组耕深电液控制方法及系统进行了系统的研究,旨在提出一套关于拖拉机液压悬挂装置的机-电-液智能控制系统的基本方案和理论,以提高拖拉机电液悬挂装置的自动化水平和工作性能。本文所进行的研究工作主要包括以下几个方面:
(1)分析了现有拖拉机液压悬挂机组的结构、类型和控制方法,确定了所研究的电液耕深控制系统的总体方案,建立了拖拉机电液悬挂作业机组试验研究平台。基于我国常用中等功率拖拉机液压系统的特性和作业机组的工作性能要求,设计了电液悬挂装置的液压分配器,其中所有液压控制阀均采用了螺纹插装阀并且油路采用集成块连接,使得分配器体积小,结构紧凑;此外,利用锥阀密封性好、通流能力强的特点,解决了液压控制系统的内泄漏问题和系统的发热问题。
(2)设计了拖拉机作业机组耕深控制系统的控制器硬件和软件系统。在控制器硬件设计方面,主要设计了电源电路、时钟电路、复位电路和调试电路以及传感器信号检测电路和电磁阀控制电路等输入输出电路。控制器软件是利用嵌入式系统的操作系统完成的。
(3)基于状态空间法,建立了拖拉机液压控制系统及作业机组的数学模型。对拖拉机作业机组进行了动力学和运动学分析,基于所设计的液压系统在农具提升和下降过程的非对称性特点,分别建立了悬挂机组农具提升和下降过程的数学模型;此外,还建立了拖拉机作业机组的平顺性数学模型。
(4)利用Matlab软件的Simulink编制模块,建立了拖拉机液压控制系统及作业机组的仿真模型;仿真研究了液压系统的液压冲击特性及其主要影响因素,以及液压冲击对拖拉机作业机组俯仰振动的影响;研究确定了拖拉机作业机组控制器的模糊控制策略,通过力位综合控制仿真模型,研究了电液悬挂装置的耕深控制性能。
(5)通过所建立的拖拉机电液悬挂作业机组试验研究平台,对所研制的电液控制系统和原机液控制系统的工作性能以及耕深控制方法进行了试验研究,主要包括拖拉机作业机组的俯仰振动试验、液压冲击试验、能耗及卸荷压力试验、耕深调节方法的幅相频特性、以及两种液压系统的对比试验研究等。