針對現(xiàn)有丘陵山地拖拉機(jī)姿態(tài)調(diào)整精度和可靠性難以滿足實(shí)際使用需求的問題,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法設(shè)計了丘陵山地拖拉機(jī)車身和機(jī)具姿態(tài)同步控制系統(tǒng)。根據(jù)車身和機(jī)具不同的姿態(tài)調(diào)整要求,設(shè)計了相應(yīng)的控制系統(tǒng),并對其進(jìn)行動力學(xué)建模,進(jìn)而采用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的同步控制算法。以常規(guī)的PID控制算法作為對照,進(jìn)行了仿真分析,仿真結(jié)果表明,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法的同步控制系統(tǒng)有效,且控制性能優(yōu)于PID控制算法。在固定坡度路面和隨機(jī)坡度路面上進(jìn)行了作業(yè)試驗,結(jié)果表明,其于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法的精度和穩(wěn)定性均優(yōu)于PID控制算法:在固定坡度路面上,車身橫向傾角最大誤差為0.8640°,左右擺角絕對值差最大誤差為0.960 0°,機(jī)具橫向傾角最大誤差為0.6497°;在隨機(jī)坡度路面上,車身橫向傾角最大誤差為2.8740°,左右擺角絕對值最大誤差為4.2800°,機(jī)具橫向傾角最大誤差為1.7620°。說明本文提出的方法具有較好的控制精度和穩(wěn)定性,能夠滿足丘陵山地拖拉機(jī)的實(shí)際使用需求。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2020,51(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

拖拉機(jī)姿態(tài)控制系統(tǒng)組意圖

擺動機(jī)構(gòu)示意圖如圖2b所示，擺動機(jī)構(gòu)由2個比例閥控液壓馬達(dá)控制其擺動速度和擺動方向。左、右擺角傳感器安裝平面與水平面之間的夾角分別為左、右擺角α1和β1，半軸中心與驅(qū)動軸中心連線的長度為擺動半徑l。為保證車輛正常行駛，兩側(cè)擺角應(yīng)大小相同，方向相反，擺角范圍為(-80°，80°)。由圖2b可知，當(dāng)α1和β1均為0°時，驅(qū)動軸軸心與后驅(qū)動橋軸心在同一平面上，此時，在垂直方向上的相對位移h=0。當(dāng)擺動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動一定角度時，驅(qū)動軸與半軸中心會產(chǎn)生一定的高度差h，以左輪為例，此時有

機(jī)具傾角需要在作業(yè)過程中隨地形起伏進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之與當(dāng)前的地面傾角基本一致。拖拉機(jī)、機(jī)具姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)、機(jī)具的安裝實(shí)物圖如圖3a所示。其主要組成部件包括機(jī)具橫向傾角傳感器、旋轉(zhuǎn)液壓缸和旋轉(zhuǎn)架。機(jī)具姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)示意圖如圖3b所示，調(diào)整機(jī)構(gòu)通過上拉桿和牽引架上安裝的兩個下拉桿與拖拉機(jī)用球銷進(jìn)行連接，機(jī)具通過上連接桿和兩個下連接板與調(diào)整機(jī)構(gòu)用球銷進(jìn)行連接，下連接板通過定位螺栓安裝于旋轉(zhuǎn)架。如圖3c所示，在旋轉(zhuǎn)架一側(cè)安裝機(jī)具橫向傾角傳感器，用于實(shí)時檢測機(jī)具的實(shí)際傾角，機(jī)具橫向傾角傳感器實(shí)時測量機(jī)具的實(shí)際傾角，其安裝平面與水平面的夾角即為機(jī)具橫向傾角γ1，上轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)軸中心連線長度為S1，轉(zhuǎn)軸連桿長度為S2，旋轉(zhuǎn)液壓缸及其連桿總長度為S3。由幾何關(guān)系可得旋轉(zhuǎn)液壓缸的直線伸縮通過轉(zhuǎn)軸連桿和旋轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制懸掛的機(jī)具轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)機(jī)具姿態(tài)控制，機(jī)具橫向傾角調(diào)整范圍為(-20°，20°)。


本文編號：3538846