宗伯华[1]2004年在《拖拉机自动变速及作业机组综合控制研究》文中研究说明本文的研究是在拖拉机作业机组仿真试验系统平台上进行，仿真系统的控制系统由上位机监控系统、发动机及换挡控制系统、发动机负荷模拟加载控制系统等三大部分组成，利用本控制系统能对机组进行各种加载试验研究。 发动机负荷模拟加载控制系统包括彼此独立的作业阻力模拟控制子系统和电涡流测功机控制子系统两部分，应用发动机负荷模拟控制器数学模型，使作业阻力的变化及时转换为发动机负荷的变化，能够满足仿真系统的控制要求。应用VC++6.0为开发工具，采用面向对象的设计思想的上位机实时监控软件具有人工控制和自动控制的两种功能，操作人员可以在自动控制中随时在线调整或修改设定参数，实现不同的控制品质和控制要求。 拖拉机作业机组在作业过程中，作业环境比较恶劣，作业工况复杂多变，其动力学问题很复杂，不确定性成分较多，此外，机组的机液结构系统惯性较大，响应滞后等非线性问题突出。这些特点很难用精确的数学模型来描述，采用依靠精确数学模型的古典控制理论或建立状态方程的近代控制理论来研究机组的综合控制问题是复杂的。 本文以典型的犁耕机组为例，在分析拖拉机田间作业工况的基础上，深入研究了拖拉机自动变速系统理论及换档品质的问题，改进了换档执行机构，用模糊控制方法对换档品质进行了优化。试验表明控制具有调节快，稳定性好的特点，符合拖拉机作业的实际要求。 本文研究了拖拉机机组的综合控制问题及其最佳匹配方法，在深入研究机组动态特性的基础上，根据发动机负荷率、驱动轮滑转率和作业阻力三参数的综合综合控制模型以及三种综合控制策略(最高生产效率的控制策略、燃油经济性的控制策略和兼顾最高生产效率及燃油经济性的控制策略)，针对不同的作业目的，采用不同的控制策略，应用混杂动态系统理论，把三种控制策略抽象为三种离散事件，建立了拖拉机机组上层(管理层)离散事件切换模型，并建立了基于神经网络的功能决策层模型，从而实现了拖拉机机组的整机最优控制。 仿真试验结果表明，本文设计的控制系统、控制模型和控制算法达到了预期的控制要求，为研究行走式作业机组的自动控制提供了一种有实用价值的参考。
刘胜[2]2000年在《拖拉机作业机组仿真试验台自动变速控制系统的研究》文中研究说明作为试验台建设项目的一部分，本文着重解决了仿真试验台中的自动换档控制问题。在试验台上完成了控制系统外围执行机构的调试和安装。同时，还开发了电子控制系统并完成了软件的编制。整个控制系统采用电、液联合控制。通过传感器及通讯完成数据的采集和交流。电子控制系统采用的是80196KC为核心的单片机控制系统。该控制系统能够对所采集的数据进行综合判断，并按照最佳控制规律控制执行机构进行自动换档以达到节省燃油，提高效率的目的。
李国政, 谭彧, 宗伯华, 鄂卓茂[3]2004年在《拖拉机仿真试验台机械变速箱自动换挡控制技术》文中研究说明为实现发动机的最佳燃油经济性和动力性 ,开发了拖拉机仿真试验台的自动换挡控制系统 ,完成了系统的软硬件设计和调试。软件开发采用C96高级语言 ,硬件是以 80 196KC单片机为核心的单片机系统。该控制系统能够根据所采集的数据来判断拖拉机的运行状态 ,并按照所选择的换挡规律控制执行机构自动换挡 ,以达到节约燃油、提高生产效率的目的。试验结果表明 ,电控机械式自动变速器能够按照一定的换挡规律选择合适的挡位 ,应用该系统可使拖拉机机组根据外部负载的变化自动调整挡位 ,实现换挡自动化。
马建, 孙守增, 芮海田, 王磊, 马勇[4]2018年在《中国筑路机械学术研究综述·2018》文中研究指明为了促进中国筑路机械学科的发展,从土石方机械、压实机械、路面机械、桥梁机械、隧道机械及养护机械6个方面,系统梳理了国内外筑路机械领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。土石方机械方面综述了推土机、挖掘机、装载机、平地机技术等;压实机械方面综述了静压、轮胎、圆周振动、垂直振动、振荡压路机、冲击压路机、智能压实技术及设备等;路面机械方面综述了沥青混凝土搅拌设备、沥青混凝土摊铺机、水泥混凝土搅拌设备、水泥混凝土摊铺设备、稳定土拌和设备等;桥梁机械方面综述了架桥机、移动模架造桥机等;隧道机械方面综述了喷锚机械、盾构机等;养护机械方面综述了清扫设备、除冰融雪设备、检测设备、铣刨机、再生设备、封层车、水泥路面修补设备、喷锚机械等。该综述可为筑路机械学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
张龙[5]2013年在《拖拉机自动换挡规律研究》文中进行了进一步梳理自动变速器在汽车上的应用较多，汽车的换挡规律研究也较为成熟，而国内外对拖拉机的换挡规律研究较少，又因拖拉机工况复杂，驾驶员换挡频繁，负荷变化较大，因此不能简单的把汽车的换挡规律应用到拖拉机上，若拖拉机装备了自动变速器，则会大大降低驾驶员的劳动强度，提高生产效率，改善拖拉机的燃油经济性。然而自动变速系统控制模块的关键部分是换挡规律，其优劣将直接影响自动变速器的换挡性能，进而影响到拖拉机的动力性、经济性和舒适性。因此，本文针对拖拉机换挡特性进行研究分析，以最佳动力性和最佳燃油经济性为目标确定拖拉机换挡规律。通过对发动机的速度特性、负荷特性以及调速特性的分析，得到发动机工作效率的主要影响因素，并建立发动机的动力学、拖拉机的离合器部分及变速箱等部分相应的数学模型。分析了拖拉机发动机动力性和燃油经济性，制定了建立动力性换挡规律和燃油经济性换挡规律的方法，分析了拖拉机的牵引效率及其影响因素，以上海-50拖拉机为例，确定了以驱动力、速度和油门开度为三控制参数的综合换挡规律，研究得到当拖拉机发动机在标定转矩附近工作时，其动力性和燃油经济性较好。研究拖拉机的动力学模型，建立了拖拉机运动学方程并利用Matlab/SimuLink工具建立了仿真模型。建立了换挡规律的控制模型，通过输入参数油门开度、驱动力和速度，选择动力性模块或燃油经济性模块，进而判断是否需要换挡。最后对拖拉机两种典型工况（田间作业和道路运输作业）进行仿真，仿真的结果验证了拖拉机换挡规律的正确性，该换挡规律可以使拖拉机在田间作业时满足动力性要求，在道路运输作业时满足燃油经济性要求。
席志强[6]2016年在《拖拉机动力换挡变速器控制系统研究》文中认为动力换挡变速器借助于湿式摩擦元件来实现行进中换挡,换挡过程中进入啮合齿轮副的圆周速度不必同步,可减少换挡所需时间和操纵力;具有不会因超载荷熄火、功率流不中断、能降低外载荷突变所引起的传动系统振动与冲击和提高生产率等一系列优点,在大功率拖拉机和工程机械上表现出良好的应用前景。研究以拖拉机动力换挡变速器为对象,对控制系统开发过程中的传动特性分析、建模仿真技术、自动换挡规律和控制策略、换挡品质控制以及控制系统功能与软硬件设计等方面问题进行了研究。在分析定轴式动力换挡变速器结构型式和传动原理的基础上,结合拖拉机及其传动系统性能的要求,研究了拖拉机变速器挡位分配原理以及各挡传动比设置原则,提出一种适用于拖拉机装备的40F+40R部分动力换挡变速器传动方案。通过分析动力换挡变速器速度特性和转矩特性,表明该变速器传动比范围宽,行驶速度0.3km/h-50km/h,可满足各种作业对拖拉机速度的要求,且与国内目前广泛使用的手动机械式变速器比较,能有效改善拖拉机的动力性和燃油经济性,提高拖拉机的生产率。通过分析装备动力换挡变速器的拖拉机牵引特性,表明装备该动力换挡变速器的拖拉机因挡位增多,传动比公比较小．可保证在载荷变动时行驶速度稳定,最大频度使用挡处于高牵引功率区,挡位设置较为合理,能够满足拖拉机的装机要求,实现与拖拉机的良好匹配。以研究开发动力换挡变速器控制系统为主要目的,采用动力学原理和模块化方法建立了拖拉机传动系统与牵引载荷数学模型。通过对发动机试验数据的拟合,建立了发动机输出转矩模型及燃油消耗率模型。针对动力换挡传动系统电液控制与机械传动相结合的特点,应用AMEsim与Simulink联合仿真平台,建立了拖拉机性能仿真系统,并对手动控制变速过程进行了仿真,为控制策略的制定提供条件。通过对换挡规律与拖拉机换挡特性的分析,以高效、节能为目的,提出动力性和经济性两种换挡规律及其控制策略。在最大生产率影响因素的分析基础上,确定提高拖拉机的牵引功率和牵引效率是获取拖拉机最大生产率的有效措施。以此为目标,提出以发动机转速和油门开度为控制参数的动力性换挡规律及其控制策略。通过分析拖拉机最佳经济性指标及其影响因素,表明经济性换挡规律的主要目标是使拖拉机燃油消耗率最低,这不仅需要发动机工作在最低油耗区,还要求拖拉机具有较高的牵引效率,为此引入驱动轮滑转率,制定了以拖拉机速度、驱动轮转速、发动机转速、油门开度以及变速器传动比为控制参数的经济性换挡规律及其控制策略。并通过仿真,验证了换挡规律的合理性和工程应用控制策略的有效性,为控制系统的开发提供了理论依据。在分析拖拉机动力换挡变速器换挡品质的影响因素与评价指标的基础上,以动力不中断为目的,研究了换挡过程中不同换挡方案下的离合器载荷与功率特性,确定采用固定换挡重叠时间的换挡方法,可保证在不同发动机载荷下都具有良好的换挡平顺性。通过分析换挡控制系统构成,提出以动力换挡变速器输出转速变化幅值为指标来对换挡重叠时间与离合器接合油压进行优化,使换挡参数受拖拉机牵引载荷变化影响较小,变速器输出转速过渡平稳,并减少负向输出转矩的产生,避免了换挡过程中拖拉机减速或动力传递中断,提高了拖拉机生产率。通过仿真和台架试验对控制方案进行了验证,表明所选参数较为合理,对换挡品质有明显改善。分析了拖拉机动力换挡变速器控制系统的功能要求。采用DSP TMS320F28335开发了变速器控制器硬件系统,研究了控制系统对宽范围变化的多路转速信号的实时精确测量技术、多路电磁阀的PWM控制技术以及滑转率检测技术。应用DSP/BIOS实时操作系统开发了变速器的多任务实时控制软件,分析了拖拉机起步、换挡、制动和巡航控制等主要操作程序流程,并给出电子地头转向、自动PTO、差速锁和前轮驱动自动管理系统等辅助操作实现方案。针对拖拉机电控系统不同ECU设备之间的数据共享问题,采用ISO11783协议作为总线通信网络规范,对拖拉机总线网络拓扑结构进行规划,并对变速器控制器的总线接口电路以及信息通信传输流程进行了分析。该研究成果为动力换挡变速器的实际装车应用奠定了基础。
王少辉[7]2013年在《拖拉机自动换档控制系统的研究》文中提出自动变速器在汽车上已大量应用，但拖拉机自动变速器仍处于起步阶段，自动换档控制系统的发展及应用也不成熟，国内拖拉机大多采用传统手动机械式变速箱。拖拉机与汽车相比，运行工况多变，换档过程复杂，驾驶员需要进行频繁操作，将分散其注意力，从而影响行驶安全。因此，合理借鉴汽车自动变速控制技术，解决拖拉机变速箱自动控制换档，减轻驾驶员的劳动强度是大力推广农业机械必须考虑的问题。本文根据发动机调速特性和能量特征方程确定了发动机转速、油门拉杆位移和作业速度的三个参数来进行控制换档。针对拖拉机作业工况不同，提出了田间作业工况和道路运输工况的两种换档模式，并采用两种不同的控制方式，在每个换档模式下，可进行自动转换档位。依据确定的控制参数以及提出的两种换档模式，研究并设计出了自动换档控制系统，此系统包括硬件部分和软件部分。硬件部分研究设计包括芯片的选择、传感器的选择，显示电路设计、功能按键电路设计、电磁阀驱动电路设计、A/D转换电路设计和通讯电路设计等。软件研究设计采用单片机C51语言编程，设计包括主程序模块、A/D转换子程序模块、显示子程序模块、按键子程序模块、电磁阀驱动子程序模块等。利用Altium Designer6.9设计出电路原理图，在Proteus中作出仿真原理图，利用Keil μVision2软件编译各模块子程序，对控制系统进行联合仿真，验证了程序的正确性和电路原理图的可行性。制作焊接单片机电路板，Keil μVision2将C51语言程序生成“*.hex”文件，用程序下载软件STC_ISP_V3.1将其烧录到单片机中运行调试。通过调试进一步检验控制系统的软硬件的可行性。经过不断运行、调试和修改，最终结果表明，该控制系统能够按照预期的换档模式运行，能够按照驾驶员意图和外界负荷及工作速度的变化进行自动换档。
李庆和[8]2000年在《拖拉机室内仿真作业机组电液加载系统的研究》文中研究表明如何准确模拟田间土壤对农机具的阻力作用是进行拖拉机机组室内仿真试验的重要前提。本文探讨的是采用电液比例溢流阀为液压系统核心部件的一种电液比例加载系统。系统可以模拟土壤比阻为固定值、正弦信号或实测的土壤扰动力信号等输入条件下的加载力。加载系统由加载支架、液压系统、监控器和上位微机组成。 加载系统监控器以16位80196KC单片机为核心，能单独监控加载系统的运行，也可通过串行口接受上位机监控并可把加载系统的试验数据经格式变换后送上位机存盘。上位机监控程序可以对采集到的数据进行分析和绘制加载曲线。
李泽靖[9]2015年在《拖拉机自动换挡模式及规律研究》文中研究表明拖拉机作为动力机械,在农业生产中起着重要作用,可进行犁耕、播种、施肥、运输等作业。由于拖拉机作业环境复杂多变,驾驶员不仅需要频繁换挡来适应外界阻力变化和作业要求,还要对农机具不时做出调整,劳动强度大,难以保证拖拉机运行在最佳工况状态,对于大功率拖拉机更是如此。实现拖拉机自动换挡,由电脑控制系统完成挡位变换,可将驾驶员从繁琐的换挡中解放出来,专注于农机具的操作,提高生产效率及经济效益。对于自动变速器,研究重点主要集中在结构形式、控制方法和换挡规律,其中换挡规律作为换挡控制的核心,其优劣决定着自动变速器是否满足车辆动力性、经济性、安全性等要求。拖拉机与汽车相比,车辆结构与用途差异都很大,不能直接应用汽车自动换挡规律制定方法来确定拖拉机换挡规律,且拖拉作业环境更为复杂,因此拖拉机换挡规律的研究十分必要。本文在分析国内外已有研究的基础上,根据拖拉机发动机特性及工作特点,确定拖拉机换挡规律制定原理及不同拖拉机作业模式,根据不同模式工作目标不同,研究制定出各模式下换挡规律,满足拖拉机使用要求。具体研究内容和结论如下:(1)通过对拖拉机柴油机速度特性、负荷特性及调速特性的分析研究,确定了柴油机最佳动力性及燃油经济性工作点,并确定柴油机转矩(即负荷大小)与油门开度及转速间相互关系,建立数学模型,以此反应拖拉机工作状况。同时对拖拉机机组动力学进行了分析,确定其主要作业阻力来源。(2)根据拖拉机用柴油机转矩与油门开度及转速的变化规律及拖拉机作业特点,确定出拖拉机最佳工作转矩区段,以此为依据研究制定换挡规律。确定了拖拉机换挡控制参数为行驶速度v、发动机油门开度?、发动机转速n和制动信号参数z。(3)针对拖拉机不同作业时,通过换挡所要达到的控制目的不同,将拖拉机进行模式划分,确立三种工作模式,田间重负荷作业模式、田间轻负荷作业模式、道路运输模式。在不同模式下选择不同的换挡控制参数,确定出不同模式下的换挡规律。(4)由所确立的换挡规律制定方法及换挡模式,根据东方红-1804拖拉机具体性能参数,计算出各挡位下驱动轮最佳工作转矩及速度的范围,并根据不同模式换挡控制目的不同,确定出各模式下不同的拖拉机换挡规律。
程广伟[10]2008年在《履带车辆HMCVT测试技术研究及应用》文中研究说明本文研究的内容是河南省高校杰出科研人才创新基金项目“液压机械式无级变速器研究开发”及河南科技大学重点学科建设项目“车辆新型动力传动系统试验台”的主要研究内容,其目的是为设计开发车辆传动系统提供一种通用性强、操作简单、成本低、精度及自动化程度高、检测速度快的检测系统,在论文中对液压机械无级变速传动(hydro-mechanical continuous variable trans_mission,简称HMCVT)性能测试系统进行了较为深入的理论研究与实践。系统地阐述了车辆传动系测试及相关技术的研究现状,分析了履带车辆新型传动—液压机械无级变速的传动原理、性能及其性能测试的特点,提出了液压机械无级变速传动的性能评价方法。根据相关国家标准及行业标准,结合HMCVT性能的评价方法,分析了进行HMCVT性能测试的测量与控制参数,设计了履带车辆液压机械无级变速传动试验系统。发动机为试验系统提供动力,是HMCVT性能测试的重要组成部分,发动机控制的自动化程度对试验过程的高精度自动化控制有着重要的作用。运用神经网络理论,建立了发动机输出转速、转矩与油门开度的数学模型,为发动机自动控制奠定了基础。分析了无级变速传动试验系统发动机的工作模式,研究了发动机油门控制原理,提出了基于BP神经网络整定的PID发动机油门开度控制的策略,编制了系统控制软件,进行了油门开度控制。分析了履带车辆的行驶阻力与工作阻力的特征,结合履带车辆传动系的特点,建立了试验系统的连续加载模型。为了提高电涡流测功器的响应速度,研究了基于电涡流测功器动态特性的电涡流测功器的预测控制方法,建立了基于遗传算法的电涡流测功器控制模型,实现了车辆行驶阻力在试验系统上的模拟。在提高试验系统传感器测试精度的研究中,分析了温度传感器的非线性特性,建立了基于支持向量机的温度传感器非线性补偿模型。提出了运用数据融合技术提高HMCVT液压油温度测量精度的方法,建立了数据自适应加权融合算法模型。分析了HMCVT液压油油压测量的干扰因素,制定了基于拟合方程显著性检验技术的融合规则,进行了HMCVT液压系统油压测试数据配准,并通过油压测试检验了所制定的融合规则的有效性。针对HMCVT测试中转速变化范围较宽的特点,提出了转速的准等精度测量方法。分析了试验系统信号采集与数据处理系统的硬件构成原理,研究了试验系统的软件技术,基于虚拟仪器技术编制了试验系统软件。为提高系统的测试精度,设计了转矩传感器标定装置,对转矩传感器进行了标定和误差修正。分析并提出了试验系统内部阻力的测量与补偿方法,对试验系统的测量精度进行了研究。分析了测试系统的误差分配与合成方法,建立了测试系统的数据测试精度模型。运用所设计的试验系统进行了HMCVT无级调速特性试验,试验表明所设计的试验系统能够满足HMCVT性能测试的需要,具有较高的稳定性与精度。
参考文献：
[1]. 拖拉机自动变速及作业机组综合控制研究[D]. 宗伯华. 中国农业大学. 2004
[2]. 拖拉机作业机组仿真试验台自动变速控制系统的研究[D]. 刘胜. 中国农业大学. 2000
[3]. 拖拉机仿真试验台机械变速箱自动换挡控制技术[J]. 李国政, 谭彧, 宗伯华, 鄂卓茂. 中国农业大学学报. 2004
[4]. 中国筑路机械学术研究综述·2018[J]. 马建, 孙守增, 芮海田, 王磊, 马勇. 中国公路学报. 2018
[5]. 拖拉机自动换挡规律研究[D]. 张龙. 西北农林科技大学. 2013
[6]. 拖拉机动力换挡变速器控制系统研究[D]. 席志强. 西安理工大学. 2016
[7]. 拖拉机自动换档控制系统的研究[D]. 王少辉. 西北农林科技大学. 2013
[8]. 拖拉机室内仿真作业机组电液加载系统的研究[D]. 李庆和. 中国农业大学. 2000
[9]. 拖拉机自动换挡模式及规律研究[D]. 李泽靖. 西北农林科技大学. 2015
[10]. 履带车辆HMCVT测试技术研究及应用[D]. 程广伟. 武汉理工大学. 2008
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