基于滑轉(zhuǎn)率的拖拉機(jī)自動耕深控制系統(tǒng)研究.pdf

1、拖拉機(jī)是農(nóng)業(yè)中必不可少的作業(yè)工具，隨著社會的發(fā)展，人們對拖拉機(jī)提出了新的要求，即是高效與節(jié)能。液壓懸掛直接影響著拖拉機(jī)的作業(yè)效率，在中國傳統(tǒng)的中大型拖拉機(jī)上已經(jīng)實現(xiàn)了基于力位調(diào)節(jié)的懸掛控制，但是僅僅是手動調(diào)節(jié)，需要較多的人力支持。國外的大型拖拉機(jī)廠已經(jīng)實現(xiàn)了拖拉機(jī)部分結(jié)構(gòu)的智能控制，例如基于力-住調(diào)節(jié)的液壓懸掛自動控制系統(tǒng)、多信號實時顯示等，大大提高了拖拉機(jī)的作業(yè)效率。近幾年國際上出現(xiàn)了基于力-位-滑轉(zhuǎn)率的綜合控制系統(tǒng)研究，但是在中國還

2、僅限于實驗當(dāng)中。本課題是在實驗室前人關(guān)于拖拉機(jī)液壓懸掛力位調(diào)節(jié)控制研究的基礎(chǔ)上，繼續(xù)研究基于滑轉(zhuǎn)率的液壓懸掛調(diào)節(jié)，將拖拉機(jī)作業(yè)時的滑轉(zhuǎn)率控制在合適的范圍內(nèi)，進(jìn)而實現(xiàn)自動耕深控制，提高拖拉機(jī)的作業(yè)效率。
　　 論文首先介紹了基于LabVIEW的拖拉機(jī)滑轉(zhuǎn)率的測量與特性分析。滑轉(zhuǎn)率的測量主要目的有兩個:一，檢驗滑轉(zhuǎn)率測量傳感器的測量精度;二，分析不同作業(yè)深度、不同作業(yè)土壤時滑轉(zhuǎn)率的變化特性，為控制系統(tǒng)的算法設(shè)計提供實際依據(jù)。

3、　　 論文對基于滑轉(zhuǎn)率的拖拉機(jī)液壓懸掛控制系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型，然后運用MATLAB/Smulink軟件建立了基于滑轉(zhuǎn)率的拖拉機(jī)液壓懸掛PID、模糊、模糊PID控制器，分別對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了仿真分析，分析內(nèi)容主要有系統(tǒng)響應(yīng)性、適應(yīng)性、抗干擾性。仿真發(fā)現(xiàn)，PID控制器對于參數(shù)的變化較為敏感，魯棒性不強，模糊控制器與模糊PID控制器控制效果相似，但是模糊PID需要更多的控制變量和控制規(guī)則影響控制速度，最終選用了模糊控制器。
　　 論文

4、設(shè)計了基于單片機(jī)的拖拉機(jī)液壓懸掛控制器。芯片型號為飛思卡爾XS128。系統(tǒng)的硬件主要有:最小系統(tǒng)、信號采集電路、D/A電路、按鍵電路、LCD顯示電路、放大電路等。軟件程序是基于C語言進(jìn)行的開發(fā)，主要包括主程序、顯示子程序、D/A轉(zhuǎn)換子程序、滑轉(zhuǎn)率調(diào)節(jié)子程序、模糊PID控制器、上升與下降子程序等。系統(tǒng)主要實現(xiàn)了拖拉機(jī)滑轉(zhuǎn)率與車速信號的實時顯示、上升與下降、滑轉(zhuǎn)率控制等功能。
　　 最后在液壓臺架上面進(jìn)行了液壓閥的驅(qū)動實驗，對油缸的