（毕设全套）拖拉机液压悬挂系统自动控制系统研究（含CAD图纸）

格式：RAR 上传：2025-11-23 22:16:42

拖拉机液压悬挂系统自动控制系统研究摘要据进行分析，驱动液压执行元件，实现阻力调节位置调节压力调节。为了与拖拉机上的其它电子控制系统进行数据交换，公司还专门开发了总线结构，对悬挂系统的所有控制操作均可以通过安装于驾驶室内的控制面板来完成。该系统可以调节耕深，控制驱动轮滑转率。芬特万国福格森等多个拖拉机生产厂家均在其生产的几种大功率拖拉机上装备了此种电液控制装置，该装置对提高拖拉机的作业效率和质量降低燃油消耗起到了很好的作用。德国科技大学研制了种新式的三点悬挂装置，该装置与传统的三点悬挂装置相比具有更加简单，更加灵活的特点。首先，在上拉杆和两个提升杆上分别装有液压缸，通过相应的控制阀控制液压缸内活塞的运动，可以通过提升杆直接控制农具的升降，在机构方面省去了提升轴和提升臂，结构尺寸更加紧凑其次，将位置传感器与液压缸集成在起，通过将位置传感器获得的信号输入到控制系统之中进行相应的位置和速度控制，省去了传统的机械反馈控制机构，控制更加灵活。目前，该系统主要存在着以下两方面的问题第，左右提升杆的动力性能尚需提高第二，低价位的比例阀和液压缸的优化匹配问题还没有彻底解决。通过实验分析，该系统中提升杆的位置偏差能够控制在几个毫米以内。由于技术原因，该悬挂装置目前仍处于试验研究阶段，没有实用化。在耕深控制方面，日本京都大学研制了种耕深控制系统，该系统由测量单元控制单元液压单元悬挂系统连接单元耕深设定值和死区控制单元组成。其中，测量单元主要由超声波传感器光传感器倾斜角度传感器和提升臂位置传感器分压计构成，用于测量提升臂的位移拖拉机的俯仰角度和传感器离地面的高度控制单元由数模转换板接口板螺旋阀驱动电路板与计算机组成，总体控制系统的运转，是整个控制系统的中心液压单元模块由液压缸螺旋阀和液压油路组成，主要用来驱动三点悬挂系统。该系统整个控制过程大致如下由传感器得到信号与设定值比较得到误差信号，该误差信号和死区设定值进行比较，如果小于死区设定值，控制系统没有输出，当大于死区设定值时，通过计算个控制电磁阀的负荷比参数，经过该参数的计算得到个输出控制信号，该信号经过放大电路，放大后控制电磁阀的输出。经过试验验证，该控制系统存在随着负载的增加，拖拉机的行驶速度变慢的问题。南非大学的研究人员提出了种利用拖拉机的轮滑率来控制耕深的方法。该系统装配在的拖拉机上，主要由传感器模块控制模块输出模块液压模块等组成。其中，传感器模块包括个雷达传感器个磁性传感器和个电位计，雷达传感器用来测量拖拉机实际行走的距离，磁性传感器测量拖拉机轮子行走的距离，通过计算两者之差来得到轮滑率，电位计安装在提升轴上，通过提升轴的转角来计算耕深控制模块主要采用单片机，该单片机具有两个频率捕捉器两个脉宽调制输出模块和强大的指令集以及个位乘法器。该控制系统的控制过程如下首先由传感器得到拖拉机的实际行走距离和轮子行走距离，然后通过数模转换器将模拟信号转换成数字信号输入到控制单元，再经控制单元的计算将控制信号利用单片机的脉宽调制信号输出，最后经输出放大电路放大后控制电磁比例阀，从而通过液压系统来控制农具的升降。这样就完成了个有轮滑率来控制耕深的过程。实践证明，该控制系统的特点有能够将土壤表面的各种阻力情况纳入控制当中能够使拖拉机以最优的轮滑率行驶，从而得到最优的牵引效率可以节省燃油消耗和拖拉机的作业时间。同样，该系统也存在反应灵敏度问题，因为各个环节引起的滞后问题造成了控制系统的反应灵敏度不高，主要有以下几个原因第，因为雷达模块内部含有各种滤波电路，从而造成了大约的滞后。第二，控制其内部的软件滤波算法引起的大约的滞后问题。第三，由于系统的惯性引起的滞后。第四，当农具升高或降低时，拖拉机的后轮要先进行压缩，由于该压缩引起的滞后。上述原因引起的滞后问题造成了该控制系统的灵敏度难以提高。综上所述，目前在国外拖拉机上，机电液体化技术已经获得了广泛的应用，许多公司近期推向市场的大功率拖拉机装备了电液悬挂系统，使电液悬挂产品已经进入主流市场，还有些拖拉机上还采用了基于总线的多路传输网络系统，使得机电液控制系统在拖拉机上的应用达到很高的水平。但同时，也还存在着许多有待于进步研究探讨的问题，主要表现在系统的灵敏度可靠性和实用化方面。国内研究现状我国对具有力调节位调节力位综合调节的拖拉机液压悬挂装置的研究比较晚。可分为三个阶段第阶段为初步研究阶段。在世纪七十年代中期，我国些高等院校和科研机构对些型号的拖拉机液压悬挂系统的性能进行了田间耕作试验，希望从中找出些有用的规律，但是由于种种原因，如季节的影响，试验周期长，试验条件复杂，没有达到预期的效果。到了七十年代后期，国内才有人从理论上对力控制系统的动态性能进行初步研究。第二阶段为机液控制系统的室内模拟仿真及分析。进入八十年代开始了拖拉机液压悬挂系统室内仿真试验，些具有拖拉机专业的高校先后建立了拖拉机液压悬挂系统室内仿真试验台，并基于此进行了些有关机组动态性能的实验和理论分析，这些研究主要有拖拉机力调节系统建模稳定性分析动静态特性试验和理论分析土壤阻力干扰对耕深的影响分析以及机组在实际耕作过程中诸信号之间的传递关系等，从而形成了研究的高峰，此后不断有新的成果出现。八十年代后期为了跟踪国外先进技术，也开始了电子化自动控制技术的研究，在原机型液压系统的基础上进行改造，增加电液控制装置和器件，并做了初步的试验工作。第三阶段为电液控制系统的研究。世纪九十年代以及世纪初，随着电子技术的飞速发展，国内有些高校开始探讨电子技术计算机控制技术等新技术在拖拉机液压悬挂中的应用。文献中提出种新的纯牵引力传感器，拖拉机液压试验台的模拟加载控制和性能测试由台微机来完成，对原机型的机液控制系统的动态品质进行了测试和评价。接着把单片机应用于拖拉机农具耕深控制中，对比原机型的机液控制系统与新设计的数字式控制系统，提出位置控制阻力控制耕深控制和力位综合控制四种方式