基于混合扩张状态观测器的农田平地机液压系统反步滑模控制研究

为解决农田平地机液压系统在复杂地貌平地作业时控制精度低、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于混合扩张状态观测器(HESO)的反步滑模控制器。其中,HESO基于输出反馈信号估计系统未知状态和总扰动,并在前馈通道中进行扰动补偿;基于快速趋近律设计的反步滑模控制器输出连续光滑的控制量,增强了系统鲁棒性,克服了系统非线性与参数不确定性问题;通过Lyapunov稳定性理论对所提出的观测器和控制器稳定性进行验证,得到误差一致有界稳定结论;通过AMESim和Matlab/Simulink联合仿真与田间试验对本文控制算法的有效性和优越性进行了验证。在两条地貌情况较为复杂波浪地中单次平地和地貌情况较为相似的两田块进行3次遍历试验表明,使用本文控制方法,平地后高程相较于平地前标高的平均绝对误差、最大绝对误差、绝对误差标准差分别为0.053、0.146、0.037 m和0.02、0.041、0.011 m,较PID算法分别降低36.35%、28.32%、31.37%和62.6%、50%、51.83%。

水田平地机GNSS高程数据EMD与S-G联合降噪研究

【目的】减小基于全球卫星导航系统(Global navigation satellite system,GNSS)的水田平地机在测量地势高程信息时存在的多路径效应和机器振动影响,提高水田平地前基准面建立的准确度,进而提升平地质量。【方法】结合经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)和Savitzky-Golay(S-G)滤波各自的优势,提出了一种EMD与S-G联合降噪的方法。该方法首先采用EMD将原始高程信号分解成若干本征模态函数(Intrinsic mode functions,IMFs),利用归一化自相关函数和相关系数将其细分为噪声IMFs、混合IMFs和有效IMFs,然后利用S-G算法对混合IMFs进行滤波,最后将S-G滤波后的IMFs与有效IMFs进行重构,得到最终降噪后的数据。【结果】静态验证试验结果表明,联合滤波后的均方根误差比滤波前降低了36.9%,信噪比比滤波前提高了6.3%。田间测量试验结果表明,滤波后的数据波动范围减少了11.9%。【结论】EMD与S-G联合降噪算法有效削减了多路径效应误差和振动误差,改善了数据的平滑度,对于提高水田平地作业质量具有现实意义。

悬挂式水田宽幅卫星平地机设计与试验

针对我国水田平整时窗短、平整作业精度要求高、缺乏高效水田平整作业机具等问题,设计了一种悬挂式水田宽幅卫星平地机。研发了悬挂式水田宽幅卫星平地机平地控制系统,应用北斗卫星RTK定位技术,将北斗卫星天线置于平地铲上方,可实现平地铲高度的厘米级精准定位。开发的智能终端采用阈值-多项式插值算法将实时高程信息转换成点云图,可直接反映水田平整后地势情况,供二次平整作业参考。设计了液压控制系统和悬挂式挂载结构的双液压缸驱动平地机,平地机载荷能力强,高程调节过程更加稳定。进行了系统定位精度及控制输出验证试验,结果表明:悬挂式水田宽幅卫星平地机平地控制系统定位精度为䥺SymbolqB@1.0cm,控制部分输出稳定。为验证悬挂式水田宽幅卫星平地机的工作性能,对其进行了水田平整试验,并将田间采样高程数据进行了田块纵横单行数据拟合曲线对比分析及统计分析。田间试验结果表明:田面最大高差d从19.6cm平整至5.9cm,采样点标准差Sd从4.9cm平整至2.6cm,作业效果较好,可有效改善水田平整度。

旋转式水稻苗床平地机设计与试验

针对标准化育秧大棚置床平地作业效率低,苗床平地精度差等问题,设计一种双旋转式叶片结构的水稻苗床平地机工作装置。确定工作装置结构参数和工作参数,分析关键部件运动参数和受力情况。通过Workbench软件分析,结果表明:关键部件的最大应力处应力为104.59 MPa;最大的总体变形仅为1.903 8 mm;前6阶固有频率在66.22~113.94 Hz之间,满足设计要求。田间试验结果表明:苗床床面最大高程差从15.8 cm下降至4.7 cm,地面相对高程标准偏差值从3.95 cm下降至0.98 cm,且作业后绝对差小于1.5 cm的测量点占比为92%,改善床面平整情况,满足当地棚室育秧需求。

基于GNSS-RTK水田平地机的设计与试验

设计了一种基于GNSS-RTK的水田平地机,并根据水田平整作业要求,设计了水田平地机的机械结构、液压及控制系统。控制系统基于GNSS-RTK卫星定位技术,采用Cortex M3系列控制器及RT-Thread嵌入式实时操作系统完成了平地铲高程的高精度检测,实现了平地铲高度的自动调节。田间试验结果表明:平地机机构设计合理,控制系统运行稳定可靠,平整精度满足要求。研究结果对水田平地机的设计具有一定的参考价值。

水田搅浆平地机的研究进展

随着新技术的不断发展和研发的持续投入,水田搅浆平地机的自动化和智能化水平不断提高。该文概述了水田搅浆平地机的使用情况,介绍了水田搅浆平地机械的工作原理和机具结构以及发展状况,分析了水田搅浆平地机目前存在的问题,探讨了水田搅浆平地机的发展趋势。

基于GNSS的水田旋耕平地机系统设计

【目的】提升水田旋耕平地机的应用效能。【方法】基于全球导航卫星系统(GNSS)技术,设计了一种水田旋耕平地机系统。该系统通过GNSS接收器接收卫星信号,可以实时、精准获取水田旋耕平地机的具体位置信息,并通过自动控制系统实现对水田旋耕平地机的精确导航和操作。系统设计过程采用了控制器等关键组件,配有调节液压油缸。为验证系统的有效性,对水田旋耕平地机进行了试验。【结果】试验结果表明,该系统能够针对水田旋耕平地机运行的实际情况,有针对性地伸缩,实现旋耕平地转动,保证拖拉机处于水平状态,提高水田平整效果。【结论】该系统的平整效果良好,能够有效地提高水田旋耕平地的效率和质量。

卡特24H平地机故障诊断与检修工艺探索

本文旨在探讨卡特24H平地机的故障诊断与检修工艺,通过对常见故障的分析,提出针对性的检修策略,以提高平地机的运行效率和使用寿命。文章首先概述了卡特24H平地机的基本结构和工作原理,随后详细分析了液压系统、传动系统、电气系统以及变矩器等关键部件的常见故障及其成因,最后提出了相应的检修工艺和预防措施,希望本文的研究成果能够为读者提供一定的参考价值。

农业激光平地机的研究与发展

农业激光平地机的广泛应用,可以显著改善我国农田微地形条件,显著提高农田表面的灌溉效率和水分分布均匀度,同时获得显著的节水、增产、节约劳动力和提高土地利用率等多重效益。综述了国内外农业激光平地机的发展情况,分析了我国农业激光平地机的整体研究现状及关键部件的研究进展,并对近年来国内农业激光平地机及其关键部件的主要研究工作及应用成果进行了论述,探讨了我国农业激光平地机的未来发展趋势和研究方向,以期为后续相关产品的研究提供参考。

1ZS-4200型水田振捣起浆平地机的设计与试验

针对水田耕整农艺要求,设计了一种能够一次作业完成碎土、根茬压埋、根系生长土层起浆以及平地等多道工序的水田振捣起浆平地机,主要由机械传动装置、机械式高频激振机构、圆弧埋茬梳齿、船型拖板以及新型隔震传动装置组成。通过分析确定了机械传动装置参数,并设计了水田振捣起浆机的机械式高频激振机构和圆弧埋茬梳齿。田间试验表明:当机械式高频激振机构的激振频率为43Hz、机具前进速度为3km/h时,埋茬率为90.6%,平整度为20mm,泥浆度为1.30g/cm 3,综合指标达到最佳,满足水田耕整的农艺要求。

大马力平地机机架制造工艺

大马力平地机是利用铲刀平整地面的土方机械。铲刀装在机械前后轮轴之间,能升降、倾斜、回转和外伸。动作灵活准确,操纵方便,平整场地有较高的精度,适用于构筑路基和路面、修筑边坡、开挖边沟,也可搅拌路面混合料、扫除积雪、推送散粒物料以及进行土路和碎石路的养护工作。其机架主要包括主机架和前机架,主机架主要安装后桥、发动机、变速箱、散热器、后配重、后松土器等;前机架主要安装前配种、前桥、中松耙、牵引架、角位器、铲刀等,主机架和前机架的生产质量对整机的性能影响较大。本文主要介绍其主机架和前机架的组焊生产工艺。

平地机后驱动桥回转支承轴承应用及加速试验方法研究

针对平地机驱动桥桥壳与平衡箱连接的传统铜套结构存在材料成本高、结构复杂、拆装及维修困难、易磨损导致漏油等问题,提出了采用回转支承轴承替代铜套回转结构,因安装位置与常规回转支承轴承安装位置存在差异,缺乏合理的选型与试验方法,本文还研究了回转支承轴承应用在平地机桥后桥的计算选型及加速试验方法,经验证通过该方法选择的回转支承满足平地机桥壳与平衡箱连接的承载需求。

微型电动平地机的动力匹配及电机设计

平地机是应用较为广泛的土方作业机械,普遍应用于道路工程等大面积地面平整作业中,在工程机械领域拥有举足轻重的地位和作用,小微型平地机由于其灵活性和低能耗便于进行电动化设计和应用。该文针对某款微型平地机电动化的设计需求,通过动力匹配选定了一台140 k W的感应电机作为其动力设备,并对其进行了几何建模和电磁设计。用有限元分析法求解出感应电机磁密分布,用解析法求解出感应异步电机的输出性能曲线,并分析有限元云图和性能曲线,得出设计的此感应异步电机符合电动汽车使用的解论。最后利用感应电机在水冷和风冷两种不同冷却方式进行了建模,并对其在额定工况下时的稳态温度场进行有限元仿真分析,验证设计的有效性和匹配性。

平地机回转架结构分析与优化

文章以某型号平地机为研究对象,首先基于有限单元法对平地机进行建模及仿真计算;然后进行实际样车试验,并通过对比试验结果与有限元仿真结果验证了有限元模型的准确性;最后在仿真分析的基础上对回转架进行了结构优化,经过优化,回转架危险区域最大应力降低了30.2%。

平地机摆架结构分析与优化

文章以某型号平地机为研究对象,首先建立了有限元模型,并对其进行仿真计算;然后将仿真结果与试验结果进行对比,验证了有限元仿真的准确性;最后针对平地机摆架存在的问题进行了结构优化,经过优化,结构重量减轻了33.2%,最大应力降低了46.4%。

基于二次元件的液压机械混合传动平地机行驶系统研究

平地机是一种广泛应用于建设施工领域中的牵引机械,通过行驶系统提供的牵引力可以克服水平作业阻力。对液压机械混合传动平地机进行研究具有十分重要的意义。对此,该文通过传动工况分析、传动特性分析,对行驶系统进行传动分析。再通过液压机械混合变速机构设计、基于二次元件的液压支路传动方案设计和液压机械混合变速分/汇流设计,实现了液压机械混合传动平地机行驶,并提出一种基于二次元件的液压机械混合传动平地机行驶系统,以期为平地机获得最佳动力性、经济性和作业生产率提供新思路。

基于多种外负荷特性的平地机经济性能研究

机械传动是现代平地机传动系统较理想的传动方式,能发挥最高的牵引功率和牵引效率。电喷柴油机有多条外负荷特性曲线,不仅能合理利用功率,提高其动力性,而且燃油消耗量较小,比油耗较低。为提高平地机传动系统的经济性,比较三种外负荷特性曲线形状设定方法:基于恒功率控制(方法Ⅰ)、基于转矩适应系数(方法Ⅱ)、基于万有特性(方法Ⅲ)的曲线形状设定方法,使用AMESim搭建平地机传动系统模型并仿真,找出最优曲线设定方法。仿真结果表明:方法Ⅲ设定的外特性曲线平均燃油消耗率最小,方法Ⅲ相对于方法Ⅰ和方法Ⅱ的平均燃油消耗率分别降低1.5%、0.8%,故节能效果最显著,经济性最好。

1JSL-360水田搅浆平地机设计

研究设计的1JSL-360水田搅浆平地机与66.15 kW(90马力)以上四轮驱动拖拉机配套组成机组,在泡好的水田原茬地中,作业一次即可完成耕、耙、搅浆、埋茬和平地复式作业,其作业质量达到机械插秧对水田整地要求标准。具有节本、增效、低碳、环保等优点。论述了机具的设计方案、结构原理、主要技术参数、关键部件设计及相关计算等。

某型平地机隔夜冷启动困难原因分析与改进

自行式平地机是一种主要用于地面平整和整形的工程机械,它构造特殊,一般采用柴油发动机作为动力装置布置在后车架,储存和供给燃料的燃油箱通常布置在后车架上方的发动机舱内,日常加注燃油需要爬到高处如爬上后车架或站在车轮上,操作难、便利性差,且存在坠落伤害的安全风险。为了解决这一问题,研究人员开发了一款新型平地机,将燃油箱布置在车身后部的低处,燃油箱上表面与后车架上表面基本平齐,实现了站在地面加注燃油的便利效果。然而,新型平地机在试验过程中出现了发动机启动困难的情况,主要表现为每天的首次启动虽然成功但用时较长,短时间内再次启动则非常顺利,而经过较长时间的隔夜静置后的再次冷启动又出现启动困难现象,这种情况重复发生。对该隔夜冷启动困难的情况进行了详细分析,找到问题根源并给出了相应的改进措施,实施后故障现象消失,对于类似的高位燃油箱改低位燃油箱的产品设计以及出现类似启动困难现象的机械设备起到一定的借鉴作用。

激光平地机在新乐市的推广与应用

激光平地机属于高新技术产品,将激光技术和液压技术整合在一起,在农作物生产作业的前期阶段进行整地和平地作业,与传统整地技术方法相比,农田土地平整度得到了较大改变,为农作物产量提升提供了基础支撑。新乐市承担的河北省花生生产全程机械化示范项目中,激光平地机在平整地阶段得到了良好应用,通过技术集成,形成了全程机械化技术模式,切实提高了花生生产的产业化水平。应正确认识到激光平地机的应用价值和作用优势,掌握相关工作原理和操作方法,并根据当前推广应用中存在的问题积极探索发展路径,确保可以充分发挥激光平地机在新乐市农业生产中的作用,提高机械化水平,使农作物生产体系更加完善。基于此,本文主要对激光平地机在新乐市的推广与应用进行了探究。