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（图纸+论文）拖拉机液压悬挂系统自动控制系统研究（全套完整）

灯位置非安全报警指示灯悬挂载荷非安全报警指示灯控制面板主要由四位旋钮耕深设定旋钮工作选择按键工作指示灯和报警示灯五部分组成。该面板主要功用是完成人机交互通信作用。拖拉机驾驶员通过控制面板控制悬挂，并由控制面板了解悬挂的工作模式以及判断系统是否工作于安全工作区域。左边的四位开关旋钮可以控制悬挂上升和下降，处于上升或下降工作状态时，对应三角形工作指示灯点亮表明工作状态。当四位开关旋钮处于工作位，操作人员可以选择各种工作调节模式位调节力调节和综合调节，选择确定后，控制面板将信号送给主控制器单元，系统进入对应的工作模式控制拖拉机电控液压悬挂进行相应的工作状态，此时控制面板上对应菱形工作状态指示灯点亮。拖拉机悬挂犁耕地机组的位调节系统是种位置控制系统，它要求农机具与拖拉机的相对位置保持不变。当相对位置发生变化时，位调节起作用，系统自动使农机具回到原位。设定值是用户希望达到的耕地深度，拖拉机工作时的实际耕深由提升臂转轴上的位置传感器间接测量出来，并作为反馈信号。此反馈信号通过定的信号处理后送入控制芯片，经采样转换和数据处理，与设定值比较得到偏差量，如果偏差量过位调节的控制范围士参见国标，程序根据的大小由口输出的波，经过驱动后形成三位四通电磁换向阀的控制信号。在此信号作用下，电磁换向阀按占空比进行开关闭合量调节来改变液压系统中液压油的流动方向和流量，从而使农机具提升或下降。农机具由的正负决定上升还是下降。偏差信号越大，阀芯开口量越大，输出油液越多，农机具动作就越迅速。当在士范围内，也就是悬挂系统工作与死区范围内，农机具处于稳定工作状态。为提高控制精度，士范围降低为士.。拖拉机悬挂犁耕地机组的力调节系统是以维持拖拉机发动机负荷平稳为目的的恒值消扰控制系统，它通过上拉杆轴向力的不变来保证拖拉机牵引阻力的近似不变。牵引阻力作用在上拉杆上改变其拉压力，通过力传感器直接测量作用于上拉杆的拉压力。力传感器输出的电压经过放大电路滤波电压保护等信号处理后，送给芯片，进行采样转换和数据处理，并与设定牵引阻力比较，产生个偏差量。根据的大小由通过口产生定占空比的波，再经过功率放大控制电液比例换向阀改变液压系统中液压油的流动方向和流量，从而使农机具提升或下降。农机具由的正负决定上升还是下降。当的大小在控制范围士.内，系统处于平衡状态，农机具不升不降。.本章小结本章主要讲述了传统拖拉机的液压悬挂系统，并简述了液压悬挂系统的组成及类型，针对拖拉机的半分置式液压悬挂系统，进行分析提出了两套自动控制系统的设计方案。两套方案都是利用电子控制系统的设计思想提出的，并最终确定方案做下步的设计工作。第三章液压回路设计和信号处理电路设计.液压回路设计和硬件选型电控液压系统回路设计根据系统的设计要求和液压执行元件的工作状况设计液压基本回路，在电控液压悬挂系统自动控制中，所选择的液压回路必须使液压执行元件实现各项功能。压阀．光电耦合器．电磁换向阀．中央处理器．控制面板．小油缸．力传感器．活塞杆．位移传感器．角位移传感器．回油阀．单向阀．液压缸．分配器．主控制阀．减压阀．油泵．滤油器．油缸滤清器油管包括原拖拉机的分配器。我们提出用简单的三位四通电磁换向阀组成的液压油路控制小油缸的方案，通过小油缸活塞杆与主控制阀的固接及移动来控制分配器主控制阀的移动位置，近而达到设计目的，控制农机具的提升中立下降过程。如图所示。方案二中电控液压悬挂系统也包括液压悬挂系统自动控制系统和信号检测与处理系统。液压悬挂系统由原液压悬挂系统的油泵分配器液压油缸提升臂拉杆和弹簧等组成。主要完成液压油路的控制，以完成农具的提升中立下降过程。自动控制系统由电磁换向阀减压阀小油缸控制面板等组成。主要完成控制信号的输入，并由三位四通电磁换向阀和小油缸，完成分配器主阀移动位置的控制。信号检测与处理系统由位移传感器压力传感器提升轴转角传感器放大电路等组成，主要完成土壤阻力农具提升高度和主阀位移量的信号检测与数据处理。工作中，操作控制面板上的调节旋钮，电信号输入控制电路使电磁阀换向，改变小油缸中的液压流向，使小油缸位移，推动主阀移动，农具提升或下降。主阀的位移量则图力位调节的信号传递路线方框图由位移传感器检测并控制。随着农具提升下降高度的变化，提升器轴转角传感器测得电信号不断变化，当转角信号提升高度与操纵信号进行比较量达到预定值时，发出信号，操纵电磁阀动作，小油缸位移，主阀移动使农具处于中立状态。农具入土后，随着耕深土质和湿度的不断变化，土壤的阻力不断变化。该变化经上拉杆反应在弹簧总成上，并通过弹簧杆作用在压力传感器上。压力传感器测得其压力信号与预置参数相比较，当达到预值时，控制系统使电磁阀动作，改变油路，使小油缸带动主阀移动，改变分配器油路，使液压悬挂系统对农具进行相应的提升或下降。力位调节过程的信号传递路线如图所示。设计方案的确定方案是针对改进分配器，即用电液换向阀来代替液压悬挂系统分配器的作用，进而实现电液控制的自动控制。方案二用小油缸控制分配器的主控制阀，简单方便，轻巧，并不会有太大的能量损失。综合上述两种电控液压悬挂系统的方案提出过程及依据，两个方案各有优劣，最终选择方案二作进步的设计研究。.工作机理拖拉机电子液压悬挂可以实现悬挂的可调速提升下降。耕深调节方式有位调节力调节以及它们之间的综合调节。该系统整体框架如附录图所示。系统控制面板设计如图。图控制面板锁定开关四位旋钮下降位停止位。上升位工作位下降指示灯上升指示灯耕深设定旋钮综合调节开关力调节开关位调节开关的主要内容和研究流程图。第二章拖拉机电控液压悬挂系统的设计.传统拖拉机的液压悬挂系统农用拖拉机液压悬挂系统是用液压提升和控制农机具的整套系统，其功用是连接和牵引农机具，操纵农机具的升降，控制农机具的耕作深度或提升深度，给拖拉机驱动轮增重以改善拖拉机的附着性能，把液压能输出到作业机械上进行其他操作。农用拖拉机液压悬挂系统是由液压系统操纵机构和悬挂机构三部分组成。液压系统是提升农机具的动力装置，除工作介质液压油外，液压泵油缸分配器等液压元件和附属装置组成。操纵机构是用来操纵分配器的主控制阀，以控制液压油的流动方向，它有手柄操纵机构和自动控制机构两部分组成。悬挂机构用于连接农机具，传递液压升降力和拖拉机对农机具的牵引力，并保证农机具的正常工作位置。由于液压悬挂机组比牵引机组操纵方便机动性高，便于自动调节耕深，因此，目前国产大中小型拖拉机普遍采用液压悬挂系统。拖拉机要进行各种作业，就必须与相应的配套农具可靠地连接在起。根据配套农具与拖拉机连接方式的不同，般可分为牵引式悬挂式和半悬挂式三种。悬挂农具通过拖拉机液压系统获得动力，实现农具的上升和降落农具依靠悬挂机构与拖拉机可靠地连接在起。因此，拖拉机的液压系统悬挂机构农具三者构成个整体，叫做“液压悬挂系统”。液压悬挂系统的组成传统拖拉机液压悬挂系统主要由悬挂农具悬挂机构和液压部分组成，如图所示。图液压悬挂系统示意图悬挂农具它是农田作业的工作部件，通过悬挂机构连接在拖拉机上。悬挂农具的种类很多，目前常用的有犁耙播种机收割机等。根据农具在拖拉机上挂接位置的不同，可分为前悬挂后悬挂和侧悬挂三种，本论文研究对象是目前使用最广的后悬挂机组。悬挂机构它由连接农具的些杆件机构所组成。按与拖拉机机体连结点数的不同，后悬挂又有两种形式三点悬挂和两点悬挂，如图所示。三点悬挂两点悬挂图后悬挂的两种方式三点悬挂农具相对拖拉机没有太大的偏摆，因而农具随拖拉机的直线行驶稳定性较好。但拖拉机走偏方向时，农具己经入土，要矫正机组的行驶方向比较困难。三点悬挂多用于中小型拖拉机上。两点悬挂农具，工作中相对拖拉机可以作较大的摆动，多用于大功率拖拉机悬挂重型或宽幅农具。液压系统它由油泵油缸分配器和其他辅件组成。油泵和油缸将发动机的动力转换为农具提升所需要的力量。传统液压悬挂的主要执行部件是分配器，通过机械推拉杠杆装置调节分配器位置控制油液的流量与流向，使农具处于不同的工作位置。液压系统的类型在液压系统中，按油泵分配器，油缸三个主要部件位置布置和组合方式的不同，分为分置式半分置式和整体式三种类型，如图所示。分置式液压系统油泵分配器油缸分别布置在拖拉机的适当位置上拖拉机,液压,悬挂,吊挂,系统,自动控制系统,研究,钻研,毕业设计,全套,图纸第章绪论.引言现有的多数农用拖拉机使用液压悬挂系统，拖拉机液压悬挂系统可分为种形式分置式液压系统半分置式液压系统整体式液压系统。其农具的提升和下降的控制部分是机械式的，由驾驶员通过操纵手柄和套杆件机构以位移量的形式输入信号，输出量则是通过弹簧凸轮和力位调节杠杆机构转换成的位移量，从而实现操纵主控制阀对农具位置的调整。机械控制的液压悬挂系统采用杆件和弹性元件，结构比较复杂，弹性元件的迟滞机械摩擦和杆件的胀缩会影响调节性能。进入世纪后，拖拉机向大功率低油耗轻排放智能化密封和舒适性方向发展，机械式的控制系统在结构布置和性能方面已不适应现代农机发展的要求。将农业机械装备技术融合现代液压技术传感器技术电子技术和单片机控制技术，可极大地提高液压悬挂系统操作的舒适性和简捷性，准确快速地使用和调节液压悬挂系统，可提高生产率和作业质量。因此，对传统式液压悬挂系统的技术改进势在必行。.研究背景和意义研究背景农业机械化是现代农业的重要物质技术基础，是农业现代化的重要内容和标志。世界发达国家己在上世纪年代至年代就实现了农业现代化，各国农业现代化发展历程表明，农业机械化是农业现代化不可逾越的阶段。农业机械化作为现代化农业生产的载体，把工业自然科学等引入农业生产过程，使现代工程技术与现代生物技术在现代农业生产中得以广泛应用，极大地改善了农业生态环境，促进了农业的可持续发展，大大提高农业劳动生产率资源利用率和农业产品商品化率，也使现代生产技术由于有现代装备和工程技术手段的支持而得到实施和进步发展。拖拉机是实现农业机械化和现代化不可缺少的重要动力机械。我国的拖拉机工业经过几十年的发展，已经取得了很大的进展。目前大中型拖拉机的生产能力己超过万台，小型拖拉机的生产能力己超过万台，各类拖拉机的拥有量已超过万台，其中大中型拖拉机约为万台，配套机具的社会拥有量己超过万台套含挂车。但随着我国加入，大量具有高新技术装备并且性能优良的拖拉机产品将会涌入中国市场，这对产品技术含量相对较低的国内拖拉机工业来说，将会面临巨大的挑战。如何适应市场需要，进行产品结构调整，提高产品的科技含量，改善产品的技术性能，将是我国拖拉机工业所面临和需要解决的重要课题。研究意义随着新兴科学技术的不断创新，尤其是计算机技术电子控制人工智能网络通讯等高新技术的迅速发展，对拖拉机工业的发展产生了很大的影响和渗透。各国拖拉机研究人员普遍认识到，采用机电液体化控制技术是拓宽拖拉机功能提高其技术性能以及解决其所面临诸多技术难题的最佳选择方案，并且已经成为现代拖拉机及其配套机组的主要技术发展趋势。目前在国外拖拉机上，机电液体化控制技术己经获得了广泛的应用，例如，麦塞福格森雷诺萨姆约翰迪尔菲亚特钮荷兰道伊兹等公司近几年推向市场的大功率拖拉机基本都装备了电液悬挂系统，使电液悬挂产品已经进入主流市场在电液负载换档技术方面，不少拖拉机采用了电液控制的全负载换档的变速箱，使得负载换档操纵变得十分简单些拖拉机上还采用了基于总线的多路传输网络系统，使得机电液体化应用在拖拉机上达到很高的水平。由此可知拖拉机上采用了大量的机电体化技术，这些技术主要用于改善和优化拖拉机以下几个方面的特性提高拖拉机的使用经济性和生产效率提高拖拉机的操纵性能和自动化程