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高地隙自走式喷雾机多轮转向系统设计与试验 预览
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作者 李伟 薛涛 +3 位作者 恩荣 杜岳峰 李臻 何雄奎 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期141-151,共11页
大型高地隙自走式喷雾机在田间作业过程中,由于整车地隙高、质量以及体积较大,导致换行及转场作业困难,影响作业效率。为提高喷雾机的机动性能和作业效率,设计了一套全液压多轮转向系统,并提出了基于PID控制方法的四轮转向系统控制方法... 大型高地隙自走式喷雾机在田间作业过程中,由于整车地隙高、质量以及体积较大,导致换行及转场作业困难,影响作业效率。为提高喷雾机的机动性能和作业效率,设计了一套全液压多轮转向系统,并提出了基于PID控制方法的四轮转向系统控制方法。在建立全液压转向系统数学模型的基础上,应用Matlab/Simulink进行了转向系统仿真分析。仿真结果表明:四轮转向过程中后轮转角对前轮转角的跟随存在0.04s的滞后,最大转角跟随误差为2.82°,误差在阿克曼转向理论允许范围之内,满足转向要求。基于研发的3WPG3000型大型高地隙自走式喷雾机,搭建了多轮转向系统实车试验平台,进行了后轮对前轮转向角的跟随控制试验,试验结果表明:在田间随机转向试验过程中,最大转角跟随误差为2.60°,满足四轮转向要求,验证了所设计的多轮转向系统的响应性、准确性和稳定性。 展开更多
关键词 高地隙喷雾机 全液压转向系统 四轮转向 数学模型 MATLAB/SIMULINK 田间试验
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重型拖拉机电液提升器插装式比例提升阀性能仿真与试验 预览
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作者 华博 赵建军 +3 位作者 刘长卿 杜岳峰 恩荣 宋正河 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期109-117,共9页
为更准确地反映重型拖拉机电液提升器比例提升阀的本质特性,该文剖析了比例提升阀中各液压组件的内部结构和工作机理,并应用现代控制理论状态空间法建立了基于边界条件的比例提升阀非线性数学模型,应用MATLAB/Simulink搭建其仿真模型,... 为更准确地反映重型拖拉机电液提升器比例提升阀的本质特性,该文剖析了比例提升阀中各液压组件的内部结构和工作机理,并应用现代控制理论状态空间法建立了基于边界条件的比例提升阀非线性数学模型,应用MATLAB/Simulink搭建其仿真模型,基于四阶龙格库塔算法对其动、静态性能进行了仿真分析,揭示了其内部阀芯的运动规律。仿真结果表明:在静态性能方面,比例提升阀平均负载补偿压力约为1.5MPa,流量基本稳定在62L/min附近,具有良好的负载压力补偿和稳态调速特性;在动态性能方面,比例提升阀系统输出流量波动受负载变化影响小,且具有良好的动态调速性能。基于闭心式负载敏感液压系统试验平台,开展了比例提升阀稳态流量特性和动态性能试验,试验结果表明:比例提升阀静态流量输出平稳,回程误差小于5%,当负载阶跃变化时,比例提升阀可实时进行压力补偿,补偿压力约为1.5 MPa,液压冲击小,具有良好的稳态调速特性,满足重型拖拉机电液提升器田间作业需求,该研究可为拖拉机液压系统关键零部件建模仿真和试验分析提供参考。 展开更多
关键词 拖拉机 模型 比例提升阀 电液悬挂系统 动态特性
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农业机械智能化设计技术发展现状与展望 预览
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作者 杜岳峰 傅生辉 +2 位作者 恩荣 朱忠祥 李臻 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1-17,共17页
我国地域差异大、农作物种类和种植模式多样,农业机械具有多功能、小批量、定制化及多样化的用户需求特征。当前国内农业机械制造企业产品研发普遍以跟踪、仿制为主,存在研发周期长、效率低、产品可靠性差等问题,企业和产品的竞争力低... 我国地域差异大、农作物种类和种植模式多样,农业机械具有多功能、小批量、定制化及多样化的用户需求特征。当前国内农业机械制造企业产品研发普遍以跟踪、仿制为主,存在研发周期长、效率低、产品可靠性差等问题,企业和产品的竞争力低下、缺乏核心自主技术,已成为制约我国农业机械企业可持续发展的瓶颈。智能化设计技术以满足用户定制化、多样化需求为目标,以知识工程(KBE)、数据管理(DM)、人工智能(AI)、虚拟仿真等现代信息技术为手段,通过整合农业机械全生命周期过程中上下游相关企业已有资源,集成产品数据管理(PDM)和产品生命周期管理(PLM)的协同设计平台,实现农业机械设计过程的协同化、自动化和智能化,是提高我国农业机械设计水平的关键。本文针对农业机械特点,对农业机械智能化设计技术的定义、技术体系、关键技术及发展现状进行了深入剖析,重点总结了近年来计算机辅助设计(CAD)、模块化设计、知识工程、虚拟仿真、PDM/PLM协同设计等智能化设计关键技术的研究现状与发展趋势,并提出了农业机械智能化设计领域未来发展趋势,为农业机械设计技术发展提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 智能化设计 CAD/CAE 模块化设计 知识工程 虚拟仿真
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线聚焦型太阳能二氧化碳发生器性能研究 预览 被引量:8
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作者 吴明清 李传峰 +42 位作者 罗华平 弋晓康 SHAKEEL Ahmed Soomro 陈坤杰 胡云峰 魏增宇 李飞 陈君然 杜威 刘彩玲 魏丹 宋建农 黎艳妮 都鑫 张福印 赵倩 王利春 郭文忠 陈晓丽 聂铭君 贾冬冬 王利军 郭燕 贺佳 王利民 张喜旺 刘婷 赵引 晓敏 薄丽媛 谢斌 武仲斌 恩荣 郭枭 张远巍 冯志诚 王飞 田瑞 侯贤清 李荣 吴鹏年 李培富 王西娜 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期1-17,共17页
研究了一种线聚焦型太阳能二氧化碳发生器。分别在跟踪及非跟踪工况下,在呼和浩特地区测试并分析了系统的集热与产气性能。确定了系统的最佳运行方式,提出了气损率和产气能力2个系统性能评价指标。测试结果表明,跟踪较非跟踪工况,反应... 研究了一种线聚焦型太阳能二氧化碳发生器。分别在跟踪及非跟踪工况下,在呼和浩特地区测试并分析了系统的集热与产气性能。确定了系统的最佳运行方式,提出了气损率和产气能力2个系统性能评价指标。测试结果表明,跟踪较非跟踪工况,反应器内腔空晒最高温度、闷晒最高水温、最高集热效率分别提升16.30%、12.44%、94.50%;系统最佳运行工况确定为跟踪式。在产气原料分解温度范围内,系统集热效率为31.80%;测试阶段系统气损率为4.50%;当太阳直接辐照度在650~850W/m~2范围内变化时,系统产气能力随太阳直接辐照度呈正相关变化。基于系统产气能力的变化规律,可计算不同规模线聚焦型太阳能二氧化碳发生器的具体结构参数。 展开更多
关键词 线聚焦 太阳能 二氧化碳发生器 集热性能 产气能力
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基于滑转率的双电机双轴驱动车辆转矩协调分配 预览 被引量:2
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作者 武仲斌 谢斌 +2 位作者 迟瑞娟 杜岳峰 恩荣 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第15期66-76,共11页
针对双电机双轴驱动车辆的驱动转矩分配问题,提出了一种以抑制车轮过度滑转、提升整车牵引力为目标的前后电机转矩协调分配策略。该策略分为上、下2个层次,上层负责根据车辆当前状态及路面条件计算出可用于分配的最大驱动总转矩,并与驾... 针对双电机双轴驱动车辆的驱动转矩分配问题,提出了一种以抑制车轮过度滑转、提升整车牵引力为目标的前后电机转矩协调分配策略。该策略分为上、下2个层次,上层负责根据车辆当前状态及路面条件计算出可用于分配的最大驱动总转矩,并与驾驶员需求转矩以低选原则作比较输出,下层负责上层输出转矩在前、后驱动电机之间的协调分配。基于该分层架构,采用滑模控制算法设计了前后电机转矩分配控制律以及相应的转矩分配控制器。在Matlab/Simulink环境下分别建立了控制器模型及车辆动力学模型,对不同路面条件下的控制效果进行了仿真分析。基于dSPACE平台,搭建了硬件在环仿真测试系统,对转矩分配控制器的实时控制性能进行了验证。结果表明:硬件在环测试结果与软件仿真结果具有良好的一致性,并且,在左右对开路面上,前后轴滑转率均被稳定控制在0.12以内;在对接路面上,前后轴滑转率不超过0.05,车辆原地起步加速8s后的末速度提升了9.9%;在均一低附着路面的转弯过程中,内侧车轮的最大滑转率被抑制在0.2附近,改善了车辆在低附着路面上的转向能力。 展开更多
关键词 车辆 控制 模型 双轴驱动 转矩分配 硬件在环
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大型高地隙喷雾机喷杆主动悬架自适应模糊滑模控制 预览 被引量:2
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作者 薛涛 李伟 +2 位作者 杜岳峰 恩荣 温浩军 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第21期47-56,共10页
针对喷杆被动悬架在低频下隔离干扰性车身摆动性能不足的问题,该文在双连杆梯形喷杆被动悬架的基础上加装作动液压缸而获得喷杆主动悬架,并提出了基于自适应模糊滑模控制算法的喷杆主动悬架控制方法;在建立了喷杆主动悬架动力学模型和... 针对喷杆被动悬架在低频下隔离干扰性车身摆动性能不足的问题,该文在双连杆梯形喷杆被动悬架的基础上加装作动液压缸而获得喷杆主动悬架,并提出了基于自适应模糊滑模控制算法的喷杆主动悬架控制方法;在建立了喷杆主动悬架动力学模型和液压系统模型的基础上,应用Matlab/Simulink对主动悬架系统进行整体仿真分析,验证了该文控制方法的有效性;基于课题组开发的大型高地隙喷雾机搭建了实车试验平台,分别进行了实车静态跟随试验和田间试验。试验结果表明:采用基于自适应模糊滑模控制算法的喷杆主动悬架控制方法,喷杆倾角实车静态跟随响应时间和误差分别为2s和0.002rad,相较于PID控制的4s和0.002rad响应时间减小;同时,喷杆倾角田间试验摆动范围保持在–0.005~0.005rad内。结论表明,该文提出的喷杆主动悬架控制方法具有良好的响应性、稳定性和准确性,可有效隔离干扰性车身摆动并保持喷杆稳定。该研究有利于提高中国大型高地隙喷雾机喷雾均匀性和喷杆作业稳定性。 展开更多
关键词 农业机械 喷雾 控制 大型高地隙喷雾机 喷杆主动悬架 自适应模糊滑模控制
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考虑质量时变的收获机械工作模态分析与试验 预览 被引量:2
7
作者 姚艳春 赵雪彦 +4 位作者 杜岳峰 宋正河 尹宜勇 恩荣 刘帆 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期83-94,共12页
为研究复杂开放环境下收获机械田间作业过程由质量时变影响的工作模态及振动行为,该文搭建了一套收获机械工作模态测试系统,以4YZP-4HA型122 k W玉米联合收获机械为研究对象,建立收获机械车架工作模态测点模型,测定工作模态试验下的土壤... 为研究复杂开放环境下收获机械田间作业过程由质量时变影响的工作模态及振动行为,该文搭建了一套收获机械工作模态测试系统,以4YZP-4HA型122 k W玉米联合收获机械为研究对象,建立收获机械车架工作模态测点模型,测定工作模态试验下的土壤-机器-植物等边界条件,并进行田间收获作业和运输工况的振动响应数据采集和时频域分析,利用时域随机子空间SSI(stochastic subspace identification)和频域的增强型频域分解EFDD(enhanced frequency domain decomposition)算法,辨识了在质量时变(田间收获作业)和质量非时变(运输工况)影响下的模态参数(模态频率、阻尼比及模态振型),并比较分析了2种算法的工作模态辨识结果。利用时频域分析方法获取了不同测点振动加速度幅值统计特征及频率分布规律,研究结果表明:田间收获作业工况振动强度高于运输工况,振动频率集中分布在20~150 Hz范围内,测点频率之间存在差异主要由不同位置刚度变化所致;通过比较SSI和EFDD方法辨识的模态频率,发现SSI和EFDD方法在相同频率范围内相差较小,且均落入傅里叶变换方法的频率分布区间,表明SSI和EFDD方法计算结果可信,能够较为准确地确定模态频率;质量时变下的收获机械车架模态振型特征主要表现为扭转、弯曲、弯扭和局部模态振型,其中1阶扭转振型频率接近29 Hz(SSI:29.578 Hz;EFDD:29.300 Hz)。研究结果可为复杂农田作业环境下收获机械的工作模态分析与试验提供参考。 展开更多
关键词 收获机械 振动 模态分析 参数辨识 时域 频域
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基于改进NSGA-Ⅱ算法的拖拉机传动系统匹配优化 预览
8
作者 傅生辉 李臻 +2 位作者 杜岳峰 恩荣 朱忠祥 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期349-357,共9页
为实现拖拉机动力传动系统的最优化匹配,提高整机动力性和燃油经济性,提出一种基于改进非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGAⅡ)的拖拉机传动系统匹配优化方法。该方法引入正态分布交叉算子,在保证解集... 为实现拖拉机动力传动系统的最优化匹配,提高整机动力性和燃油经济性,提出一种基于改进非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGAⅡ)的拖拉机传动系统匹配优化方法。该方法引入正态分布交叉算子,在保证解集质量的基础上,扩大空间搜索范围,同时加入差分进化变异算子,抽取其中的差分向量与NSGAⅡ算法结合,从而避免算法陷入局部最优,改善种群分布性。随后,以变速箱各挡传动比为输入变量,以驱动功率损失率和比燃油消耗损失率均最低为优化目标,通过分析拖拉机设计理论车速、传动比公比、驱动附着力限制等约束条件,建立了变速箱传动比匹配优化模型,利用改进算法对拖拉机变速箱传动比进行优化,并与原NSGAⅡ算法及加权遗传算法进行对比。分析结果表明,改进NSGAⅡ算法求得的解集分布评价指标SP优于原NSGAⅡ算法,表明Pareto最优解分布更均匀,且更接近测试函数的真实Pareto前沿。经本文算法优化后,理论上拖拉机驱动功率损失率和比燃油消耗损失率分别降低了41.62%和62.8%,运输挡头挡爬坡度可提高2.35%,整机综合性能得到明显改善,且优化效果均优于对比算法,验证了本文方法的有效性,可为拖拉机传动系统设计与优化提供一定参考。 展开更多
关键词 拖拉机传动系统 匹配优化 驱动功率损失率 比燃油消耗损失率 改进非支配排序遗传算法
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大型拖拉机驾驶室PM10和PM2.5净化效果仿真分析 预览
9
作者 杨晓 恩荣 +3 位作者 ZHANG Jianshun 宋正河 金晓萍 杜岳峰 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期365-371,共7页
针对大型拖拉机在耕地时封闭驾驶室内可吸入颗粒物PM10质量浓度(25770μg/m3)超标的问题,选取不同的空气净化方式(内循环、外循环空调净化器和外置净化器),对PM浓度微分方程进行了数值仿真分析,仿真结果表明安装空气净化装置能明显降低... 针对大型拖拉机在耕地时封闭驾驶室内可吸入颗粒物PM10质量浓度(25770μg/m3)超标的问题,选取不同的空气净化方式(内循环、外循环空调净化器和外置净化器),对PM浓度微分方程进行了数值仿真分析,仿真结果表明安装空气净化装置能明显降低驾驶室内可吸入颗粒物的浓度。首先应用质量守恒定律推导了PM浓度变化模型和空调净化模型,随后采用美国IAQx1.1PM软件进行了不同净化方式和不同净化率的仿真分析。仿真结果表明,内循环和外循环方式的综合相对净化率分别为92.78%和96.13%,明显降低了驾驶室内PM10和PM2.5浓度,满足国际人体健康标准的要求;而且外循环净化方式的PM10和PM2.5质量浓度能维持在800μg/m3以下,净化效果最优。外置净化器平均净化率为48%~66%,虽然净化效果比较明显,但不能满足国际人体健康标准的要求。各净化方式的PM10和PM2.5浓度变化曲线表明封闭驾驶室内的PM10和PM2.5浓度最后可以达到一个稳定值,并且内循环和外循环的曲线(约为1h)先于外置净化器曲线达到稳定值。1h时采用外循环、内循环、外置净化器和无净化器时的人体累计PM10吸入量分别为382、832、1820、2040μg;人体累计PM2.5吸入量分别为321、585、1290、1440μg。人体累计PM10和PM2.5吸入量曲线均呈直线式增长,并且未安装空气净化装置的人体PM累计吸入量曲线的增长率明显快于配有空气净化装置的驾驶室(内外循环下的增长率最低)。驾驶室空调系统应采用将温度调节装置和空气净化器一体化的HVAC空调设计法。 展开更多
关键词 大型拖拉机 封闭驾驶室 可吸入颗粒物 净化器 累计吸入量 仿真
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大型拖拉机驾驶室热舒适性评价 预览
10
作者 杨晓 恩荣 +3 位作者 ZHANG Jianshun 宋正河 金晓萍 杜岳峰 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第S1期470-476,共7页
针对国内大型拖拉机驾驶室热舒适性差的问题,在对热舒适性影响因素分析的基础上,选取进风风速、风温和出风角为研究因素,采用ANSYS 18. 1-Fluent软件进行正交仿真,并基于仿真结果进行了人体热舒适性评价。仿真结果表明,整个驾驶室降温... 针对国内大型拖拉机驾驶室热舒适性差的问题,在对热舒适性影响因素分析的基础上,选取进风风速、风温和出风角为研究因素,采用ANSYS 18. 1-Fluent软件进行正交仿真,并基于仿真结果进行了人体热舒适性评价。仿真结果表明,整个驾驶室降温过程平稳有效,驾驶室内温度可调节范围为18~22℃,驾驶员周围风速为0. 2 m/s,耗时21 min后驾驶室温度达到人体最适温度且人体各热舒适性指标均处于人体热舒适性区间内。正交仿真结果表明,空调风速和风温对降温效果影响显著,出风角对降温效果影响不显著。人体局部温度的仿真结果表明,在第41秒时人体脸部温度开始下降,头部首先进入舒适区,10 min时人体各部分进入舒适区并在第21分钟人体各主要部分达到最舒适点,满足人体对降温速度的要求。若持续降温,在50 min后驾驶室平均温度进入人体不舒适过冷区。人体热舒适性评价曲线表明,平均投票数评价曲线成直线下降趋势,说明所设计驾驶室的温度场能以较快速度达到人体舒适区;不满意百分数评价曲线呈现先下降后升高的趋势,表明整个降温过程人体首先从过热区进入舒适区,若继续降温则又会进入寒冷区,再次对人体产生不舒适。综上,仿真结果符合驾驶室内的实际降温情况和人体生理反应过程,为温度智能控制系统和驾驶室空气净化系统的设计提供了一定参考依据。 展开更多
关键词 驾驶室 最小能量原理 热舒适性 平均投票数 不满意百分数
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丘陵山地拖拉机液压多点动力输出系统设计与试验 预览
11
作者 范永奎 恩荣 +3 位作者 朱忠祥 谢斌 刘腾义 尚娜娜 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第S1期477-485,共9页
针对丘陵山区地形复杂、地块通常起伏不平,丘陵山地拖拉机在工作时需要调平车身,悬挂装置需要实时调节以适应地形变化的具体情况,设计了一套适用于丘陵山地拖拉机复合作业的液压多点动力输出系统。首先,根据阀的工作原理建立了主要液压... 针对丘陵山区地形复杂、地块通常起伏不平,丘陵山地拖拉机在工作时需要调平车身,悬挂装置需要实时调节以适应地形变化的具体情况,设计了一套适用于丘陵山地拖拉机复合作业的液压多点动力输出系统。首先,根据阀的工作原理建立了主要液压阀的数学模型;然后,基于AMESim(Advanced modeling environment of simulation)仿真软件建立了拖拉机液压多点动力输出系统仿真模型。仿真结果表明,右路负载阶跃变化时,系统压力调整时间约0. 1 s,超调量为2. 13%,两路稳态流量保持不变;右路阀芯阶跃变化时,右路流量在7. 2~13 L/min范围内阶跃变化,调整时间约0. 1 s,几乎无超调,左路流量波动很小。最后,进行了室内试验,验证了所设计的液压系统具有负载反馈、压力补偿和流量分配等功能。 展开更多
关键词 丘陵山地拖拉机 多点动力输出 压力补偿 负载反馈 流量分配 AMESIM仿真
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基于载荷特性的玉米收获机车架有限元分析与试验 预览 被引量:1
12
作者 马丽娜 黄小 +2 位作者 宋正河 恩荣 梁方 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第S1期288-294,共7页
玉米收获机作为一种大型复杂的农业机械,其各工作部件与车架的连接和支承方式复杂。针对国内某款玉米收获机,基于各总成部件与车架的连接方式和载荷布置特点,提出了一套适用于其车架的有限元载荷施加方法。然后在车架表面选择8个测点粘... 玉米收获机作为一种大型复杂的农业机械,其各工作部件与车架的连接和支承方式复杂。针对国内某款玉米收获机,基于各总成部件与车架的连接方式和载荷布置特点,提出了一套适用于其车架的有限元载荷施加方法。然后在车架表面选择8个测点粘贴应变片,通过整机装配实现车架的加载,在静态空载和静态满载两种工况下测试车架各测点的应力,对比分析有限元计算结果和试验结果:各测点有限元分析值和试验值应力变化趋势基本一致,除测点1试验值与有限元分析值相对误差较大,其他测点相对误差都在20%以内,从而验证了玉米收获机车架有限元模型加载方法的可行性。 展开更多
关键词 玉米收获机 车架 有限元模型 加载方法 应变片
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作物行识别算法的虚拟试验方法 预览
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作者 翟志强 朱忠祥 +2 位作者 李臻 杜岳峰 恩荣 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第S1期14-22,共9页
针对作物行识别算法的传统开发过程对田间作物生长周期依赖性较强,错过适当的田间图像采集时期将直接导致算法开发周期延长等问题,提出一种基于虚拟场景的作物行识别算法测试方法,即在虚拟环境下模拟农田作物行场景和图像采集系统,运用... 针对作物行识别算法的传统开发过程对田间作物生长周期依赖性较强,错过适当的田间图像采集时期将直接导致算法开发周期延长等问题,提出一种基于虚拟场景的作物行识别算法测试方法,即在虚拟环境下模拟农田作物行场景和图像采集系统,运用虚拟作物行图像测试作物行的识别算法。该方法在虚拟现实环境下建立作物行场景模型;提出一种融合建模法,根据作物和杂草的几何特征建立对应的三维几何模型;根据实际田间作物的空间分布特征,建立株距、行距可调的田间作物行模型;以Vega Prime为视景仿真工具,通过配置投影模式、渲染模式、视点位姿和图像采集规格,构建图像采集系统,输出作物行场景图像。以苗期棉花作物行为建模对象,对一种经过田间试验验证的双目视觉作物行识别算法进行测试试验。对比实际棉田图像对应的试验结果,同一作物行识别算法的识别正确率、偏差角和图像处理时间均相近。结果表明,本文建立的虚拟棉田作物行与实际棉田作物行场景相近,能够用于作物行识别算法的测试。 展开更多
关键词 作物行识别 虚拟试验 虚拟场景 三维建模 双目视觉
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电动拖拉机CAN总线通信网络系统设计 预览 被引量:5
14
作者 陈燕呢 谢斌 +1 位作者 刘柯 恩荣 《农机化研究》 北大核心 2017年第9期233-238,243共7页
随着机电一体化技术的发展,电动拖拉机对整车控制系统的实时性和稳定性有了越来越高的要求,因此通信网络系统的研究成为关键技术之一。为此,以小型电动拖拉机为研究对象,进行了基于CAN总线通信网络系统的设计。首先,根据电动拖拉机整车... 随着机电一体化技术的发展,电动拖拉机对整车控制系统的实时性和稳定性有了越来越高的要求,因此通信网络系统的研究成为关键技术之一。为此,以小型电动拖拉机为研究对象,进行了基于CAN总线通信网络系统的设计。首先,根据电动拖拉机整车控制系统组成,设计通信网络节点并进行功能定义,在ISO11783协议的基础上,根据电动拖拉机实际通信需求,改进并制定了CAN总线网络通讯协议;其次,基于MC9S12XS128MAL型单片机搭建CAN总线通信网络系统试验平台并完成软件设计;最后,通过系统性能测试验证了通信网络系统可以满足实时性、准确性和稳定性的要求。 展开更多
关键词 电动拖拉机 CAN总线 网络通讯协议 通信网络系统
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基于速度自适应的拖拉机自动导航控制方法 预览 被引量:10
15
作者 张硕 刘进一 +3 位作者 杜岳峰 朱忠祥 恩荣 宋正河 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第23期48-55,共8页
针对速度因素对拖拉机自动导航系统稳定性的影响,提出了基于横向位置偏差和航向角偏差的双目标联合滑模控制方法,在建立两轮拖拉机-路径动力学模型和直线路径跟踪偏差模型的基础上,应用Matlab/Simulink进行整体系统仿真,验证了控制... 针对速度因素对拖拉机自动导航系统稳定性的影响,提出了基于横向位置偏差和航向角偏差的双目标联合滑模控制方法,在建立两轮拖拉机-路径动力学模型和直线路径跟踪偏差模型的基础上,应用Matlab/Simulink进行整体系统仿真,验证了控制方法的可靠性;以雷沃TG1254拖拉机为载体搭建了自动导航控制系统田间试验平台,分别在定速和变速条件下,进行了拖拉机直线路径跟踪控制的田间试验;分析了不同速度条件下的动态跟踪控制效果,验证了设计的自动导航控制系统的稳定性和控制精度。试验结果表明:在拖拉机田间作业常见的定速直线行驶工况下,采用基于速度自适应的双目标联合滑模控制方法,拖拉机直线路径跟踪控制的横向位置偏差最大值为10.60cm,平均绝对偏差在3.50cm以内;航向角偏差最大值为3.87°,平均绝对偏差在1.70°以内;在进入稳态以后,前轮转向角最大摆动幅度为3°,摆动标准差为0.80°。结论表明,该文提出的基于速度自适应的拖拉机自动导航控制系统,能基本实现不同速度下的直线路径自动跟踪控制。 展开更多
关键词 机械化 控制系统 导航 拖拉机自动导航 拖拉机-路径动力学模型 滑模控制 速度自适应 仿真分析
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基于虚拟现实的拖拉机双目视觉导航试验 预览 被引量:6
16
作者 翟志强 朱忠祥 +2 位作者 杜岳峰 李臻 恩荣 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第23期56-65,共10页
针对农机导航系统的传统田间试验方式受作物生长状态的约束性较强,错过适当的作物生长时期将直接导致开发周期延长、成本增加等问题,该文提出了一种基于虚拟现实技术的拖拉机双目视觉导航试验方法。该方法以拖拉机为作业机械,苗期棉... 针对农机导航系统的传统田间试验方式受作物生长状态的约束性较强,错过适当的作物生长时期将直接导致开发周期延长、成本增加等问题,该文提出了一种基于虚拟现实技术的拖拉机双目视觉导航试验方法。该方法以拖拉机为作业机械,苗期棉花为目标作物,在虚拟现实环境下建立田间作物行场景的三维几何模型,用于模拟田间试验场景;建立虚拟现实环境下的拖拉机物理引擎,根据实车参数及试验场景信息快速、准确地解算拖拉机的动力学参数,并且根据解算所得的状态参数在虚拟试验场景中实时渲染拖拉机的位姿状态;设计路径跟踪控制器,以经过双目视觉方法识别的田间路径为目标路径,根据拖拉机当前行驶路径与目标路径的相对位置关系解算并控制拖拉机前轮转向角度。以某型拖拉机参数为实车参数,采用大小行距方式布置5行曲线形态的苗期棉花作物行场景开展虚拟导航试验。拖拉机以不大于2m/s的车速跟踪作物行时,平均位置偏差的绝对值不大于0.072m、位置偏差的标准差不大于0.141m;平均航向偏差的绝对值不大于2.622°、航向偏差的标准差不大于4.462°。结果表明:该文设计的拖拉机虚拟试验系统能够在虚拟现实环境下,模拟田间作物行环境开展基于双目视觉的导航试验,可为导航控制系统的测试及改进提供理论依据和试验数据。 展开更多
关键词 虚拟现实 拖拉机 导航 双目视觉 场景建模 路径跟踪 导航试验
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负载敏感变量泵结构建模与性能分析 预览 被引量:4
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作者 陈随英 赵建军 +3 位作者 恩荣 宋正河 朱忠祥 杜岳峰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期40-49,共10页
作为现代农业装备液压系统关键零部件,负载敏感变量泵为农业绿色生产提供了保障。为深入研究负载敏感变量泵的工作性能,该文重点分析了其内部机械结构和工作机理,充分考虑了各运动部件的有效行程范围,应用现代控制理论状态空间法建立了... 作为现代农业装备液压系统关键零部件,负载敏感变量泵为农业绿色生产提供了保障。为深入研究负载敏感变量泵的工作性能,该文重点分析了其内部机械结构和工作机理,充分考虑了各运动部件的有效行程范围,应用现代控制理论状态空间法建立了基于边界条件的负载敏感变量泵非线性数学模型,基于Matlab/Simulink软件,采用四阶龙格-库塔算法对其稳态和动态性能进行了仿真分析,并搭建闭心式负载敏感液压系统试验平台,完成其性能试验,通过对比分析负载敏感变量泵动态特性试验与仿真结果,得到负载补偿压力误差约为0.1 MPa,验证了负载敏感变量泵非线性数学模型的正确性。试验结果表明:负载敏感变量泵输出流量和压力可实时与负载相适应,补偿压力约为1.5 MPa,可有效提高液压系统效率,减少系统发热,满足现代农业装备作业机组的田间作业需求。 展开更多
关键词 计算机仿真 农业装备 负载敏感 变量泵 非线性建模 边界条件
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基于电液悬挂系统的拖拉机主动减振控制 预览 被引量:6
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作者 承鉴 迟瑞娟 +2 位作者 赖青青 杨悦静 恩荣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期82-90,共9页
大功率拖拉机的减振问题对于确保拖拉机的行驶安全性及舒适性起着决定性作用。该文基于电液悬挂系统对拖拉机进行了主动减振控制系统的设计,设计了带位置校正环节的离散滑模控制方法。该方法仅利用电液悬挂系统已有的牵引力传感器及位... 大功率拖拉机的减振问题对于确保拖拉机的行驶安全性及舒适性起着决定性作用。该文基于电液悬挂系统对拖拉机进行了主动减振控制系统的设计,设计了带位置校正环节的离散滑模控制方法。该方法仅利用电液悬挂系统已有的牵引力传感器及位置传感器采集振动信息,而不需增加其他振动传感器。之后该文对系统进行了仿真和试验验证,结果表明:与不加控制前相比,主动减振控制使拖拉机的振动强度及前轮胎动载荷均显著降低,在受到水泥路障冲击后的整个过程中,农具振动加速度的均方根值降低了51.2%,后轮轴心的垂直加速度均方根值降低了20.1%;拖拉机质心的垂直加速度均方根值降低了16.6%;前轮胎的平均动载荷降低了39%;农具的存在引起的10~15 Hz的振动被完全抑制,农具的存在所加强的约5 Hz的俯仰振动也几乎消失;位置校正环节使液压缸活塞的运动轨迹保持在期望位置范围内。实车试验中,振动加速度测量信号的均方根值降低了25.7%;驾驶室内测点的垂直加速度的均方根值降低了26.4%。证明了所设计的主动减振控制器的有效性和可行性。 展开更多
关键词 拖拉机 振动 悬挂 主动减振 电液悬挂系统 滑模控制 位置校正
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一种基于时频控制方法的控制器设计与实验 预览 被引量:1
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作者 武秀恒 杜岳峰 +2 位作者 C.Steve.SUH 恩荣 宋正河 《控制理论与应用》 CSCD 北大核心 2017年第3期329-336,共8页
为提升被控系统在整个工作频域内的动态性能,本文提出一种时频(time-frequency,TF)控制方法的理论框架,该框架通过应用小波分析技术以提高传统控制器性能的方式达到上述目标.在阐述了此框架下TF控制机理的基础上,结合传统PI控制方法设... 为提升被控系统在整个工作频域内的动态性能,本文提出一种时频(time-frequency,TF)控制方法的理论框架,该框架通过应用小波分析技术以提高传统控制器性能的方式达到上述目标.在阐述了此框架下TF控制机理的基础上,结合传统PI控制方法设计了一种时频PI(time-frequencyPI,TFPI)控制器,并对TFPI控制器中时频参数的设计原理进行了分析.针对TFPI控制器中参数众多所导致的整定工作量增大的问题,结合最优控制理论中积分型性能指标的概念,建立了以单纯形优化方法为手段的参数自动寻优策略.最后以电磁阀控制液压缸系统模型为例进行了控制器硬件在环仿真测试.阶跃响应结果显示,在超调量不超过1%的要求下,相对传统PI控制器0.15s左右的响应时间,TFPI控制器响应时间可达0.06s,在不失稳定性的情况下显著提升系统的动态性能;此外,与文献中其他两种TF控制算法亦进行了仿真比较,结果进一步证明了该控制方法在系统动态性能提升方面的有效性. 展开更多
关键词 时频控制 小波分析 自动寻优 电液系统 硬件在环
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多因素影响下拖拉机侧向稳定性模型实验 预览 被引量:2
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作者 张硕 李臻 +3 位作者 朱忠祥 恩荣 光岡宗司 井上英二 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期358-363,共6页
针对拖拉机斜坡直线行驶工况,基于拖拉机比例模型和3D打印技术,建立了模型拖拉机轮胎-地面载荷实验测试系统。以斜坡上侧车轮-地面载荷为主要参考量,提出了针对拖拉机前、后轮的侧向稳定评价指标(拖拉机前、后轮的斜坡上侧车轮载荷... 针对拖拉机斜坡直线行驶工况,基于拖拉机比例模型和3D打印技术,建立了模型拖拉机轮胎-地面载荷实验测试系统。以斜坡上侧车轮-地面载荷为主要参考量,提出了针对拖拉机前、后轮的侧向稳定评价指标(拖拉机前、后轮的斜坡上侧车轮载荷分配系数)。采用田E1实验设计方法,选择前后轮轮胎类型、前配重质量、前后轮距和机具位置6个影响因素作为控制因子,以E级和F级随机路面作为噪声因子,设计了6因子混合水平的田口实验方案,并对实验结果进行信噪比和均值的方差分析。实验结果表明,对拖拉机斜坡上侧前、后轮侧向稳定性影响最大的控制因子分别是前配重质量和后轮距;得出基于前、后轮侧向稳定性评价指标的拖拉机最优配置,为拖拉机的稳定性优化设计提供了一定参考,也为拖拉机防侧翻预警控制提供了理论基础。 展开更多
关键词 拖拉机比例模型 田口实验设计 随机路面 侧向稳定性 最优配置
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