在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中,農(nóng)作物的防治趨向于智能化和機械化。對于大型植保機械的投入和應用,不僅提高了噴藥效率,而且減少環(huán)境污染。其中噴灑精度是農(nóng)業(yè)植保的重要衡量指標之一,但是由于路況的復雜,行走中的植保機噴桿會產(chǎn)生不規(guī)則運動。噴桿的不規(guī)則運動可能會造成對植被的重噴或者漏噴,嚴重時噴桿末端觸碰植被,甚至接觸到地面。因此噴桿的位置控制系統(tǒng)的研究,對提高噴桿噴灑效率和減少環(huán)境污染有著重要的意義。本文對噴桿噴霧機的噴桿建立了一種兩非對稱液壓缸電液伺服系統(tǒng)模型。分析了電液伺服系統(tǒng)的工作原理,以及系統(tǒng)中存在的非線性和參數(shù)不確定等特性。針對噴桿噴霧機在行走過程中產(chǎn)生的噴桿振動、傾斜和由于環(huán)境變化導致噴桿結(jié)構(gòu)中不確定參數(shù)產(chǎn)生漂移的問題,通過構(gòu)造一種新的Lyapunov函數(shù),設計了自適應backstepping控制方法,使得噴桿噴霧機在行走過程中保證噴桿平衡以及始終與地面保持一定的高度。通過與不帶有自適應的backstepping控制算法相比較,顯示了該控制算法有效的抑制了因環(huán)境變化引起系統(tǒng)中不確定參數(shù)漂移的影響。其次,自適應backstepping控制算法沒有考慮到外部擾動以及環(huán)境變化導致的其他參數(shù)漂移問題,又提出了一種自適應backstepping魯棒H_∞控制方法。采用Lyapunov方法構(gòu)造系統(tǒng)的存貯函數(shù),同時設計出系統(tǒng)方程的線性部分“虛擬”魯棒H_∞控制律,最終通過自適應backstepping方法設計出系統(tǒng)的全局控制律以及自適應律。該控制器不僅直接針對系統(tǒng)的非線性特性和考慮參數(shù)漂移對系統(tǒng)的影響進行直接設計,而且能夠有效抑制外部擾動對輸出的影響。MATLAB仿真表明,本文設計的兩種控制算法對非線性電液伺服系統(tǒng)都有很好的控制性能。其中提出的自適應backstepping魯棒H_∞控制方法還很好的彌補了自適應的backstepping控制算法沒有考慮到外部擾動以及環(huán)境變化導致的其他參數(shù)漂移的不足,具有更強的魯棒性。
【學位單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S49;TP273
【部分圖文】：

為接下來的控制算法提供一定的方向。本章忽略其非線性，在模型的精確性方面有了很大的提高。桿系統(tǒng)描述描述機之所以能夠受到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的歡迎，正是由于噴桿式性。其幅寬通常是在 12m 以上，甚至可任意達到 42m 具有很好的工作效率。同時又是機械作業(yè)，使得加入桿式噴霧機對于農(nóng)作物的噴灑沉積量相比人工噴灑要用效率，并且減少環(huán)境污染程度。因此對于改善噴桿關(guān)心對象。因為田間作業(yè)的植保機械會因為路面不平影響施藥效果，嚴重時可能出現(xiàn)噴桿末端與作物碰撞桿的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖中可以知道噴桿的主要組成是桿末端的超聲波測距傳感器、固定支架和噴桿。

圖 2.2 電液位置伺服系統(tǒng)Fig. 2.2 Electro-hydraulic position servo system的工作原理具體為：當需要產(chǎn)生新的期望的負載位行適當?shù)母淖円詽M足期望的負載位置。將改變的指器的位置指令vx 分別轉(zhuǎn)化為指令電壓ru 和反饋電壓偏差電壓eu 。偏差電壓經(jīng)過放大元件的放大得到系制電壓指令控制滑閥閥芯的位移，進而控制液壓缸推動負載到指定位置。此時的反饋點位器的電壓和滑閥閥芯就不會發(fā)生動作，液壓缸的流量和液壓缸穩(wěn)定的。當負載的位置再一次偏離期望的設定位置器就會產(chǎn)生偏差，隨之系統(tǒng)的滑閥閥芯就會發(fā)生改就會發(fā)生改變，進而使得液壓缸的活塞推動負載運位置相一致。

ρ式中，dC 稱為排出系數(shù)，并且有：( )220 11v cdcC CCC A A= （2.8（2）伺服閥流量分析伺服閥是一種機電轉(zhuǎn)換裝置，它將電驅(qū)動指令轉(zhuǎn)換為執(zhí)行器液壓缸內(nèi)的流量和壓來控制液壓執(zhí)行機構(gòu)動作。因此伺服閥主要是控制節(jié)流孔的開口方向，進而控制壓缸的移動方向和行程。并且藉由控制節(jié)流孔的開口程度來使液壓系統(tǒng)能有更加精定位的效果。伺服閥的工作原理是當伺服閥接受到伺服放大器的電壓時，電壓使得板發(fā)生漂移，造成噴嘴兩側(cè)的液體壓力差，使得閥軸移動造成流量變化，位移傳感產(chǎn)生相對應的電壓變化，與期望的輸入電壓比較，直到輸入電壓和輸出電壓相同[48]如圖 2.4 所示的是三位四通滑閥原理圖�；谠撛韴D，可以將四通閥的工作原等效成一個四臂可變的全橋電路形式。
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王浩宇;馬永偉;;基于三獨立平臺模擬噴桿裝置研究[J];中國設備工程;2017年23期

2 裴亮;李曄;馮耀寧;張曉;陳曉;繆友誼;;基于PLC的噴桿噴霧機變量噴霧自動控制系統(tǒng)設計[J];農(nóng)機化研究;2018年04期

3 潘佛雛;鄧伏棟;溫浩軍;;噴桿高度在線調(diào)控設計與試驗研究[J];農(nóng)機化研究;2017年11期

4 崔龍飛;薛新宇;丁素明;喬白羽;樂飛翔;;大型噴桿及其擺式懸架減振系統(tǒng)動力學特性分析與試驗[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2017年09期

5 ;阿瑪松3WP-1200型噴桿噴霧機[J];農(nóng)機導購;2017年07期

6 常勝武,王光亮,沈林生;水平噴桿霧量分布的計算機模擬[J];農(nóng)機化研究;1988年01期

7 常勝武,王光亮,沈林生;水平噴桿動態(tài)霧量分布的數(shù)值分析[J];農(nóng)機化研究;1989年04期

8 高翔;馬俊;溫浩軍;;寬幅噴桿模態(tài)分析及試驗[J];新疆農(nóng)機化;2018年06期

9 喬白羽;丁素明;薛新宇;崔龍飛;顧偉;陳晨;;噴霧機噴桿有限元模態(tài)分析與試驗[J];農(nóng)機化研究;2019年04期

10 馬俊;溫浩軍;緱海嘯;劉國春;;高地隙噴桿噴霧機噴架設計及分析[J];農(nóng)機化研究;2019年12期

相關(guān)博士學位論文 前5條

1 薛濤;大型高地隙噴霧機噴桿懸架設計與控制方法研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2018年

2 陳達;柔性桁架式噴桿系統(tǒng)設計及動態(tài)仿真研究[D];中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院;2011年

3 燕明德;風幕式噴桿噴霧氣液兩相流動特性研究及參數(shù)優(yōu)化[D];江蘇大學;2014年

4 劉雪美;噴桿噴霧機風助風筒多目標優(yōu)化設計[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2010年

5 張鐵;超高地隙噴桿噴霧機風幕系統(tǒng)試驗研究與仿真分析[D];中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院;2012年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 肖會濤;單旋翼植保無人飛機噴桿懸架系統(tǒng)的設計與試驗[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2019年

2 魏浩;噴桿式噴霧機噴桿振動抑制的一類魯棒控制研究[D];沈陽工業(yè)大學;2019年

3 王東佑;植保機鐘擺式噴桿懸架系統(tǒng)魯棒控制[D];沈陽工業(yè)大學;2019年

4 崔啟國;植保機噴桿位置測控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];沈陽工業(yè)大學;2019年

5 張景洋;植保機噴桿剛架的有限元建模及魯棒控制[D];沈陽工業(yè)大學;2019年

6 王偉;基于Backstepping方法的噴桿位置控制器設計[D];沈陽工業(yè)大學;2019年

7 張迪;噴桿噴霧機作業(yè)信息采集系統(tǒng)設計與開發(fā)[D];江蘇大學;2018年

8 吳錦標;噴霧機噴桿輕量化設計及動態(tài)特性分析[D];武漢理工大學;2016年

9 蔡威;寬幅噴霧臂架主動抑振控制研究[D];燕山大學;2018年

10 崔高碩;植保機噴桿有限元建模及減振控制策略[D];沈陽工業(yè)大學;2018年

本文編號：2837485