新能源智能农机装备发展现状和趋势

推进新能源智能农机发展是延伸新能源汽车产业链、拓展新能源汽车技术在农用机械领域应用的重要举措。新能源农机作为农业生产中节能减排的重要工具,是未来农机装备的发展和转型方向之一。在界定新能源智能农机概念的基础上,以电动拖拉机为例,介绍了国内外进行的大量技术研究与产品尝试,并对其发展的各个阶段及其典型产品进行了梳理,归纳各发展阶段的技术特点与影响电动拖拉机技术发展的主要因素。研究发现,新能源智能农机动力系统经历了电轨、动力电池与混合动力3个阶段,其发展受到了电池成本较高、基础设施不足、功率需求错配、农机类型多样与缺乏科学评定指标等多因素制约,而以清洁能源技术、分布式大马力电驱动技术、电控液压悬挂系统技术等为代表的新一代技术成为未来新能源农机技术发展的方向。

果园作业平台车架耐久性研究

针对农用机械作业工况复杂、受多种外力、对结构件寿命影响较大等问题,以果园作业平台车架为研究对象,编制车架加速载荷谱,分析车架耐久性。采用有限元分析方法,对车架进行力学分析并选取关键载荷测点,建立果园作业平台多体动力学模型采集相应测点载荷谱,利用伪损伤保留编辑法获取不同伪损伤保留量的加速载荷谱,从压缩时间效率、伪损伤域、功率谱密度、穿级/雨流计数和统计值参数等方面对比,分析伪损伤保留量对加速载荷谱质量的影响。通过车架耐久性仿真对比不同编辑方案对耐久性分析精度和效率的影响。对比结果表明,伪损伤保留量不低于90%才能保证加速载荷谱的质量。仿真结果表明,车架最小寿命历程大约为65000 km,根据果园作业平台使用条件和用户使用情况调查,了解果园作业平台每年大约行驶8100 km,使用年限为8年,该车架满足要求。且伪损伤保留量为95%时为最佳编制方案,加速载荷谱时间压缩量为55%,车架耐久性仿真分析误差能控制在5%内且仿真效率提高391%,本文为提高农用机械部件耐久性载荷的编辑质量提供参考。

履带自走式生姜收获机底盘液压系统设计与仿真

针对生姜收获机长时间田间作业,而轮式拖拉机和机械传动式履带拖拉机普遍存在作业时稳定性差、功率小、作业时间短的问题,设计一种履带自走式生姜收获机的底盘液压系统,该机械以液压驱动作为动力源,通过履带底盘的液压回路实现整机的直行、爬坡和转向,以达到生姜收获机有效行驶和作业的目的。首先对液压系统元件进行计算选型,然后通过AEMSim软件完成仿真模型的搭建,组成完整液压系统,最后,对该系统分别进行直线行驶、纵坡上坡和原地转向3种工况的仿真验证。液压元件的仿真结果表明选型符合计算要求,液压系统设计合理,可以保证生姜收获机直行行走平稳、稳定爬升16°及以下坡度的硬土路面,能够按照实际转向要求完成转向过程。

基于Kriging近似模型的果园作业机车架结构参数优化设计

针对果园作业机质量较重、强度富余的问题,对某果园作业机车架结构参数进行以减轻质量、改善结构静力特性与模态特性为目标的优化设计。建立车架有限元模型,分析其在典型作业工况下的结构静力特性与结构模态特性,通过灵敏度分析方法选出对车架的质量、结构静力特性和模态特性影响较大的结构参数作为设计变量,采用最优拉丁超立方实验设计法设计样本点,运用Kriging方法构建车架质量、最大应力、低阶固有频率的多目标优化系统的近似模型,综合多目标遗传算法与层次分析法对近似模型进行优化,得到最优解。结果表明:优化后的车架在满足结构静强度的同时,质量减小11.6%,1阶固有频率和2阶固有频率分别提高12.3%和7.2%,有效减小果园作业机自重,改善车架结构模态特性。

车辆线控转向路感模拟控制研究

针对车辆线控转向路感模拟控制受外界扰动大、建模困难等问题,基于线性自抗扰控制(LADRC)技术设计了一种车辆线控转向路感模拟控制算法。建立了线控转向路感控制仿真模型,包括驾驶员模型、线控转向系统模型、两自由度车辆模型、轮胎模型及控制器模型等,在给定道路函数条件下进行了系统仿真验证。结果表明,所设计的线性自抗扰控制器可以实现强鲁棒和高精度的车辆线控转向路感模拟控制。

苹果采摘机械手图像数据集制作

为获得用于苹果采摘机械手目标识别模型的苹果图片数据集,提出快速制作苹果采摘机械手图像数据集的方法,通过标注软件获取少量苹果图片数据集,采用图片数据集获得的目标检测模型作为识别模型标记苹果图片。经计算可知:获取的目标检测模型在验证集上的损失为6.803,满足识别苹果图片要求;该模型在标记苹果图片时的正确率为95.8%。由获取的苹果图片数据集训练的目标检测模型的平均识别精度为99.7%,满足采摘机械手的目标识别要求。

一种基于双车架的自动调平装置结构设计研究

以基于双车架的自动调平装置为研究对象,在SolidWorks中建立双车架与自动调平液压缸模型,对自动调平液压缸进行选型,并将双车架导入Workbench19.0中网格划分,进行两种典型工况的静力学分析,得到各工况下双车架的位移云图和应力云图。分析结果表明,双车架在各工况下的刚度与强度均符合设计要求,可为丘陵山区果实采摘车的自动调平装置结构设计提供参考。

自动变速器CAN总线通信技术的实现

介绍一种自动变速器CAN总线接口技术的实现。在研究自动变速器半实物仿真试验台的基础上,设计了以Motorola公司16位微处理器MC9S12DP256 B为核心的CAN总线硬件接口电路,采用标准CAN总线的通讯协议,编制了CAN总线结点软件。在试验台上成功实现了CAN结点之间的数据相互通讯,为车载CAN总线开发设计奠定了基础。

线控转向系统路感PID控制仿真研究

分析了轮胎和转向系统的力学特性,建立了线控转向系统的方向盘力回馈模型,利用PID算法对系统进行优化,仿真结果表明该模型能够满足路感要求。

汽车驱动防滑控制硬件在环仿真系统设计

利用 Matlab 中的 Simulink/RTW/xPC target 一体化开发工具构建了车辆驱动防滑控制硬件在环仿真平台,并基于单片机设计了驱动防滑电控单元的硬件电路和控制程序。针对几种典型工况进行半实物仿真,验证电控单元硬件以及控制程序的控制效果。

半挂运输车辆横向稳定性控制

基于系统动力学仿真软件ADAMS建立半挂运输车辆动力学仿真模型,并将车辆模型仿真结果与实车试验结果进行对比分析,验证车辆模型的有效性。基于模糊PID控制技术,以半挂运输车辆的折叠角速度和折叠角加速度为控制变量设计模糊PID控制器,通过单移线仿真试验进行ADAMS与MATLAB的联合仿真分析,结果表明:半挂运输车辆的横摆角速度、侧向加速度和折叠角均有不同程度的改善,半挂运输车辆的行驶稳定性得到提高。

汽车自动变速器电子控制单元的设计开发

本文应用摩托罗拉新款单片机MC9S12DP256设计开发了一种用于AG4液力自动变速器的电子控制单元(ECU)。介绍了该控制器的工作原理和特点,详细说明了其硬件设计和软件系统的编制。将计算得到的换档规律写入该控制器,替换原先的控制器进行实车路面试验,结果表明系统响应迅速、工作可靠,能够较好的实现汽车自动变速器换档控制过程。

汽车底盘集成控制液压系统研究

1引言 电子稳定程式ESP(Electronic Stability Program)是新型车辆底盘集成控制系统,通过对制动系统和传动系统的干涉,改善车辆的行驶稳定性.它能够在任何行驶情况下,实时监控车辆的行驶稳定性,为驾驶员提供主动安全行车保证.该产品已经在中高档轿车上得到广泛应用.

气动防抱死控制系统设计及仿真

介绍了一种客车ABS控制器开发方法,包括硬件电路设计和控制算法实现,扩展逻辑门限方法对路面的识别,并建立了整车9自由度模型仿真试验台,以半实物仿真的形式对设计的控制器进行了验证,获得较好的控制效果。

汽车自动变速器电控单元设计

自动变速器电子控制单元是典型的多输入多输出系统,它通过节气门开度、车速等输入信号,获知汽车运行状态,通过控制电磁阀等输出信号使相应的离合器、制动器等执行元件动作,实现自动变速的各项控制。本文设计开发了一种用于AG4液力自动变速器的电子控制单元,实验表明该系统响应迅速,工作可靠,能较好的实现汽车自动变速器换档控制过程。

4WID-4WIS车辆横摆运动AFS+ARS+DYC模糊控制

对四轮独立驱动-独立转向(4WID-4WIS)车辆横摆稳定性控制进行研究。对侧偏角与横摆角速度之间的耦合性进行分析,提出了控制策略:当质心侧偏角比较小时以理想横摆角速度跟踪控制为主,当质心侧偏角比较大时以抑制质心侧偏角过大为主。基于模糊控制技术提出集成"主动前/后轮转向+直接横摆力矩控制("FRD)的新型车辆横摆稳定性控制系统。仿真结果表明,与直接横摆力矩控制(DYC)的车辆相比,FRD可明显降低车辆的制动力矩和车轮纵向滑移率,确保车辆在低附着路面上高速行驶时具有良好的横摆稳定性。

圆柱基本参数的三坐标测量方法

介绍了空间五自由度圆柱数学模型 ,进而基于最小二乘方法 ,给出了一种确定圆柱基本参数的算法 .该方法根据圆柱上的任意一组离散测量数据点 ,求出被测圆柱的轴线方向、位置和半径 ,为三坐标测量圆柱提供了一种快速有效的方法 .

线控转向车辆转向控制策略研究

建立了线控转向系统的数学模型,对前轮转角采用基于理想变传动比的前馈控制和期望横摆角速度反馈控制的动态校正控制算法,从而确定合适的前轮转角,实现前轮主动转向,在一定程度上减轻驾驶员负担。通过对两种附着系数路面进行仿真研究,可以得出采用该控制策略可以缩短车辆的反应时间,减小质心侧偏角稳态值及超调量,使线控转向车辆转向更加平稳,提高抗干扰性,改善车辆的操纵稳定性。

基于最优控制理论的智能车辆轨迹生成方法

为了能够生成适应不同道路环境的动态轨迹,在最优控制理论的基础上进行了改进,在方法中建立了包括3个常用评价指标:时间、消耗能量和距离障碍物最短距离的动态评价函数,研究了不同权重系数对轨迹特征影响的规律,进而得出了启发式权重调整规则和调整流程。仿真结果表明,本文提出的基于最优控制理论的轨迹规划方法是有效可行的,得出的权重调整方法是正确的,使用本文方法可以生成适用于不同道路环境的动态行驶轨迹,且轨迹满足多种约束条件。

高速移动平台横向运动自抗扰控制

采用自抗扰控制（active disturbance rejection control，ADRc）方法，对高速轮式车辆和机器人等移动平台的横向运动控制技术进行了研究．首先给出带约束的平台横向运动数学模型，对ADRC进行简要介绍；然后将模型变换为两个仿射型的子系统模型的串联，并针对高速运行要求分别设计两个子系统的ADRC控制器；最后在平台参数摄动和道路扰动的环境下进行仿真．结果表明，ADRC控制器能够在0～40m／s速度范围内控制平台完成平稳和高精度的横向运动．