高地隙噴霧機屬于大型、高端的現(xiàn)代化農業(yè)裝備,其具有整機質心高、離地間隙大及單次載藥量多等特點,能夠很好的滿足玉米等高稈作物生長中后期的施藥作業(yè)需求。在其轉向行駛或作業(yè)過程中,由于外部激勵及系統(tǒng)內部參數(shù)變化導致整機側傾穩(wěn)定性變差,嚴重時會面臨側翻的危險。本文以高地隙噴霧機為研究對象,以提高其側傾穩(wěn)定性為研究目標,開展了側傾穩(wěn)定性控制系統(tǒng)方案設計、整機動力學建模和控制方法研究。主要研究工作如下:(1)在簡要分析了高地隙噴霧機獨特的系統(tǒng)結構特點及其穩(wěn)定性影響因素后,本文提出針對簧載質量中的藥箱質量施加運動控制,使其在運動過程中始終保持穩(wěn)定狀態(tài),減小其產(chǎn)生的側傾力矩以提高整機側傾穩(wěn)定性,并以此為本文的主要研究內容,制定了相應的技術路線。(2)針對高地隙噴霧機建立了側傾方向動力學模型,分析可知在行駛或作業(yè)過程中側傾穩(wěn)定性與其簧載質量側傾角以及側向加速度具有一定的關系,兩者會產(chǎn)生側傾力矩并引起輪胎垂直載荷的變化,以橫向載荷轉移率(LLTR)作為側傾穩(wěn)定性的綜合評價指標。結合課題組成員設計的高地隙噴霧機底盤系統(tǒng)試驗平臺結構參數(shù)和布局,提出了藥箱運動姿態(tài)控制系統(tǒng)的設計要求,并基于此設計了一套適用于該試... 

【文章來源】：石河子大學新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

側傾運動動力學模型

高地隙噴霧機側傾穩(wěn)定性控制研究13注：1-左后輪；2-左后懸架；3-左后輪轉向系統(tǒng)；4-后橫梁；5縱向車架；6-左前輪；7-左前懸架；8-左前輪轉向系統(tǒng)；9-前橫梁；10-右前輪；11-右前懸架；12-右前輪轉向系統(tǒng)；13-右后輪；14-右后懸架；15-右后輪轉向系統(tǒng)。圖2-2高地隙噴霧機試驗平臺Fig.2-2Highclearancesprayertestplatform1、位置控制準確。利用角度傳感器及位移傳感器進行液壓缸伸縮位置反饋，結合相應控制算法，優(yōu)化控制效果，達到精準控制位置的目的；2、響應迅速、平穩(wěn)無沖擊。系統(tǒng)方案設計中動力傳輸采用液壓傳動方式，液壓傳動具有響應速度快，傳動平穩(wěn)、無沖擊等優(yōu)點；3、結構簡單，便于拆裝。系統(tǒng)方案設計時需要保證在實現(xiàn)基本功能的基礎上，盡可能簡化系統(tǒng)結構，同時保證有足夠的強度。表2-1試驗平臺結構設計參數(shù)Tab.2-1Structureparametersofthetestplatform指標單位描述指標單位描述輪胎型號/K709A驅動方式/電驅動軸距m0.750凈重kg160離地間隙m0.475外形尺寸m1.40.7650.64輪距m0.685藥箱容積L40整機布置順序/藥箱→底盤→懸架→輪胎轉向/四輪獨立轉向2.2.2主動調平系統(tǒng)設計主動調平系統(tǒng)的設計可以參考其他平臺支撐類設備的設計，目前國內有許多相關科研人員進行過此類產(chǎn)品的研究，主要用于各種不同類型的支撐平臺在平面或空間內的角度調平[46-53]。目前，調平方法主要有兩種：位置反饋調平和角度反饋調平法[54]。前者是根據(jù)平臺支撐點的位移量變化計算控制量，間接調節(jié)平臺的傾角，此類調平方法的準確

有的支撐方案一般三點支撐或四點支撐，當采用四點支撐時，根據(jù)三點確定一個平面的原理，有一個點的支撐屬于虛約束，可能存在虛腿現(xiàn)象。但對于一些大平面來說，如果采用“中心承重，兩點鉸接”的支撐方式，在傾角過大的情況下，可能會發(fā)生失穩(wěn)的情況，因此，本文對于主動調平系統(tǒng)的支撐方案采用“中心承重，三點鉸接”的四點支撐方案，但不同于傳統(tǒng)的四點支撐方案，其中第四點為具有一定阻尼剛度的虛約束，在一定程度上增強了系統(tǒng)剛度，減小了承載平面突然傾角過大導致的失穩(wěn)情況，同時不影響控制系統(tǒng)的作用效果，具體結構如圖2-3所示。如圖2-3中所示，主動調平系統(tǒng)主要包括機械結構、測控系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)三個組成部分。機械機構由底部鋼架、中心承重架、萬向節(jié)轉動副、球鉸副和上承載平臺組成，由于萬向節(jié)的作用，上承載平臺可以繞橫向和縱向旋轉軸旋轉；測控系統(tǒng)主要包括角度傳感器、位移傳感器和控制器，起到采集信息、處理信息和發(fā)送控制指令的作用，由液壓油缸來執(zhí)行該指令；液壓系統(tǒng)中主要有直流電機、油泵、電磁比例閥和液壓油缸等液壓元件組成，為液壓油缸的伸縮提供動力，因此也被稱為液壓動力總成。注：1.底部鋼架2.下連接球鉸3.液壓油缸（①，②，③）4.內螺紋連接件5.上連接球鉸6.下連接片7.位移傳感器8.上連接片9.承載平臺10.角度傳感器11.直流電機12.電磁比例閥13.油箱14.萬向節(jié)15.中心承重桿16.控制器圖2-3主動調平系統(tǒng)結構示意圖Fig.2-3Schematicdiagramofactivetorquesystem從結構上來分析，圖中所示的支撐方案屬于四點支撐方式，但是與常見的四點支撐

【參考文獻】：
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本文編號：2910158