拖拉机电控液压悬挂系统力位综合控制技术研究

【摘要】电子技术、计算机技术、人工智能技术和其他高新技术的发展促进了机电液一体化技术在拖拉机上的应用,机电液一体化技术促使拖拉机向智能化的方向发展。机电液一体化技术是提高拖拉机技术水平、增加拖拉机智能化程度和攻克拖拉机面临的诸多技术难题的关键技术。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。论文首先分析了拖拉机传统液压悬挂系统,在此基础上介绍了拖拉机电控液压悬挂系统总体方案的设计。使用电控比例阀代替传统的分配器,使用操作面板代替传统的操作手柄,使用单片机作为控制核心。分析了传统拖拉机液压系统存在的功率损失的问题,设计了液压悬挂系统油路,建立了阀控液压缸的数学模型,设计的液压系统比传统拖拉机液压悬挂系统更节能。论文对拖拉机电控液压悬挂系统力调节和位调节各自的优缺点进行了分析,并介绍了力位切换调节的原理及优缺点。提出力位综合度系数的概念,将综合度系数引入力位综合调节,并介绍了力位综合调节的具体实现方法。利用综合度系数将力位综合调节转换为对液压油缸的位置模糊控制,设计了油缸位移模糊控制器。为了验证系统的可行性,本文以凯尔1404拖拉机作为参考车型,使用AMESim和Simulink联合仿真的方法对液压系统和控制系统进行了仿真。建立了液压系统和控制系统的仿真模型,并对系统在不同综合度系数下的响应进行了分析,验证了力位综合调节方法和模糊控制器的可行性,同时也证明了液压系统具备节能的特点。拖拉机电控液压悬挂系统力位综合调节需要控制器硬件设计和软件设计。硬件部分是基于单片机的控制系统,设计了传感器信号采集电路、电源电路、操作面板电路、信号输出电路等。软件部分使用C语言对整个系统进行编程,主要编写了主程序、AD转换程序、力位综合调节程序、升降停程序、安全检测程序、PWM输出程序等。程序采用模块化设计,提高了程序的可读性和安全性。在液压拼装实验台上搭建了实验平台,并进行了实验,得出电控液压悬挂系统在不同综合度系数下的位移响应。实验表明,系统可以很好的实现闭环控制,力位综合调节方法和模糊控制器均能实现各自的功能。
【作者】郭兵；
【导师】鲁植雄；
【作者基本信息】南京农业大学，农业机械化工程，2013，硕士
【关键词】拖拉机；液压悬挂；力位综合调节；联合仿真；

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