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拖拉机液压悬挂和加载系统性能研究

谭彧  
【摘要】: 本课题的研究是以驱动轮滑转率、作业阻力、耕深三参数为控制参数,对拖拉机液压悬挂系统进行综合控制,以保证发动机在最佳工作点上工作,同时使得整个作业机组对外界干扰实现最优适应控制,达到提高作业机组生产率、燃油经济性、减轻驾驶员操作强度、改善作业质量的目的。液压悬挂系统是拖拉机作业机组的一个组成部分,对液压悬挂系统和液压加载系统的性能进行最优控制理论分析和控制方法的研究,是保证拖拉机作业机组达到最优性能的基础。论文研究的内容主要是液压悬挂系统和液压加载系统的理论分析和试验研究。 论文首先对液压悬挂系统的控制机理进行了分析,确定了控制目标。为实现这个目标,确定了液压悬挂系统的调节方式和控制方法。在论文中,以力调节为例建立了液压悬挂系统的数学模型,采用PID控制方法对系统进行了理论分析,并利用MATLAB软件进行了仿真分析,给出了时域和频域仿真结果。同时采用了现代控制理论方法对液压悬挂系统进行了可控性和可观测性分析,通过任意配置极点可使系统性能达到最优。同时将模糊控制理论引入到液压悬挂系统中,即采用模糊控制方法利用MATLAB软件对液压悬挂系统进行了仿真分析,确定了模糊控制的准则。利用所开发的单片机测控系统对液压悬挂系统进行力调节、位调节和力位综合调节进行了试验研究。试验结果表明,采用比例阀的液压悬挂系统位调节和力调节都具有良好的静动态性能,并且与理论分析结果一致,因此能达到对拖拉机农具控制的静动态品质要求。采用模糊控制后,对液压悬挂系统进行力调节、位调节的试验研究,试验结果表明,采用模糊控制是可行的,能够得到较好的效果。对液压悬挂系统的理论分析和试验研究结果,为拖拉机的产品设计和改进提供了有力的依据。同时也说明所开发的单片机监控系统是可正确的,能够满足液压悬挂系统的要求。 论文对液压加载系统进行了分析,并建立了数学模型。采用MATLAB软件对液压加载进行了时域、频域仿真分析,对系统还进行了校正,使系统的性能满足液压悬挂系统的要求。同样采用了现代控制理论方法对液压加载系统进行了可控性和可观测性分析。利用所开发的单片机测控系统对液压加载系统进行了阶跃响应和频域响应试验研究,试验结果表明,液压加载系统完全能满足液压悬挂系统的要求,并且与理论分析结果一致,说明液压加载系统的设计和控制方法是正确的。


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