高地隙植保机主动动力分配及控制系统设计

来源 :安徽农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fh2019
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小麦和大豆是我国主要农作物种植大类,长期以来,全国农作物病虫害的发生较为频繁,每年农作物灾害面积出现递增趋势。植保机械作为病虫害防治的主要工具,不仅对小麦、大豆等农作物的高效生产起到了重大的作用,还在其他经济作物如牧草、果蔬等方面也得到广泛地运用,植保机械的广泛运用保证了我国农业可持续性发展。植保机在后期作业时,由于植株高度较高容易遮挡驾驶人员视线,出现特殊路况导致整机打滑无法稳定通过,路面转移时可能会有沟、坎等路况导致整机牵引力不足而无法平稳通过。针对这些问题相关的研究尚不多见,因此本文基于这一问题开展了高地隙植保机主动动力分配底盘和控制策略的研究,主要研究内容如下:(1)针对黄淮海地区作物种植模式和农艺要求,考虑机器田间作业高效性、田间行走通过性等因素,设计了分时四驱高地隙植保机底盘,通过各部件的选型,基于CATIA软件设计了高地隙植保机底盘三维模型图。(2)基于CATIA和Recur Dyn软件建立了高地隙植保机底盘动力学模型,在不同驱动模型下进行多工况性能仿真试验,在不同驱动模式下对整机加速性能、转向性能、爬坡性能、越埂性能进行动力学仿真分析,结果表明本文所设计的高地隙植保机各种性能满足设计需求。(3)针对植保机在不同工况、驱动模式的通过性能差异,分析并设计主动动力分配控制策略;分析低附着力轮胎打滑、涉坑、越埂动力不足失稳原因并设计换挡策略,基于Recur Dyn和MATLAB/Simulink建立联合仿真控制程序,在双前轮打滑和越埂工况下进行联合仿真试验,试验验证了本文提出换挡策略的可行性。(4)为了验证本文提出的主动动力分配控制系统的有效性,进行了样机试验。首先介绍了试验平台和试验设备;然后进行了动力分配试验和整车通过性试验,并进行试验结果分析。分析表明:高地隙植保机发生打滑现象时,动力控制系统及时介入有效控制了驱动轮打滑导致的动力不足问题,植保机动力底盘性能达到设计要求。
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