【摘要】：農(nóng)業(yè)作業(yè)輪式機械的作業(yè)環(huán)境與汽車相比,其環(huán)境更為復(fù)雜、路面參數(shù)變化大,所以驅(qū)動控制更為復(fù)雜。對于高地隙車輛,其主要用于中耕,車輪行走在植物行間,需要保證其防過度滑轉(zhuǎn)的能力,則必須對滑轉(zhuǎn)率進行控制。就目前研究而言,四輪獨立驅(qū)動車輛一般采用門限控制方式,對路面進行粗略劃分等級,然而會導(dǎo)致車輛無法在各種工況下保證滑轉(zhuǎn)率的最佳控制效果。針對該問題,本文提出了通過試驗對路面的峰值附著系數(shù)進行估算,再使用估算的峰值附著系數(shù)對車輪的目標(biāo)滑轉(zhuǎn)率進行估計,保證高地隙車輛在作業(yè)時的穩(wěn)定性。本文的主要研究成果及結(jié)論如下:(1)附著系數(shù)估算理論。首先基于理論分析法,對彈性輪胎和地面的動力學(xué)進行了分析,假設(shè)了輪胎為剛性輪胎,并且建立了路面和車輪的受力模型。根據(jù)模型,通過滑模變算法對輪胎力進行了觀測,得出了輪胎力的觀測模型,本文提出了兩種方案:遞歸最小二乘法和簡化公式法,分別對附著系數(shù)進行估算,得到路面的峰值附著系數(shù)及其對應(yīng)的滑轉(zhuǎn)率。(2)硬件電路及軟件設(shè)計。首先介紹了硬件及其電路,主要包括控制器電路、執(zhí)行器電路和傳感器電路。再者對PLC編程、GPS采集編程以及組態(tài)編程進行了介紹,使得硬件能夠通過軟件互相傳輸數(shù)據(jù)。(3)驅(qū)動控制策略設(shè)計。首先對整體控制進行全局設(shè)計,根據(jù)第二章估計的附著系數(shù),通過門限控制分別出車輛的路面情況,并且在達到驅(qū)動控制要求時,開始使用驅(qū)動控制程序。其中驅(qū)動控制程序主要包括基于滑模變結(jié)構(gòu)控制和基于增量式PI控制,提高了車輛在均一路面和分離路面上的行駛穩(wěn)定性。(4)實際路面驅(qū)動控制試驗。實際路面主要包括:均一路面、分離路面。實際路面試驗包括:未使用控制策略、采用滑�？刂撇呗�、采用增量式PI控制策略。通過使用估算出的路面附著系數(shù),分別使用3種控制方式對2種路面進行測試,測試其滑轉(zhuǎn)率、驅(qū)動力、車輛行駛速度、直線行駛能力。從結(jié)果可以看出采用控制策略能夠有效的穩(wěn)定車輪的滑轉(zhuǎn)率,滑模控制控制效果易波動但是趨近目標(biāo)值,而增量式PI控制穩(wěn)定但1-3%偏離目標(biāo)值。在分離路面中,滑模控制要優(yōu)于增量式PI控制。
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S220

【參考文獻】

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本文編號：2611183