拖拉机自动导航摩擦轮式转向驱动系统设计与试验

作     者：张闻宇 丁幼春 王磊 万星宇 雷小龙 廖庆喜 ZHANG Wenyu;DING Youchun;WANG Lei;WAN Xingyu;LEI Xiaolong;LIAO Qingxi

作者机构：华中农业大学工学院武汉430070 南方粮油作物协同创新中心长沙410128 

基　　金：国家油菜产业技术体系专项(CARS-13) 国家重点研发计划项目(2016YFD020060602) "十二五"国家科技支撑计划项目(2013BAD08B02) 公益性行业(农业)科研专项(201503116-6) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2017年第48卷第6期

页      码：32-40页

摘      要：针对农机导航系统中使用传统拖拉机前轮转向驱动子系统机构复杂、装卸不便等问题,设计了一种摩擦轮式转向驱动系统。摩擦轮式转向驱动系统主要由驱动装置和相匹配的自适应模糊转向控制器组成。驱动装置采用平行四连杆机构以实现工作模式的快速切换,使用夹持固定方式实现便捷装卸。搭建了试验台架以获取摩擦轮驱动装置的滑移特性数据。同时设计适用于该驱动装置的自适应模糊转向控制器,基于液压系统离散传递函数和滑移特性数据建立了驱动系统递推仿真模型,采用该仿真模型构建遗传算法参数优化器对控制器参数进行在线优化。进行了仿真模型验证试验、遗传算法参数优化器性能对比试验和驱动系统性能试验,结果表明:仿真模型与实际系统基本一致;经过遗传算法参数优化后控制器阶跃响应上升时间减少15%,稳态误差达到3%标准所需调节时间减少29%,消除了振荡现象;所设计驱动系统的20°阶跃响应平均绝对稳态误差为0.197°,平均上升时间为2.0 s,稳态误差达到3%标准的平均调节时间为2.4 s,拖拉机前轮控制效果良好。应用试验表明驱动系统能基本满足拖拉机配套2BFQ-6型油菜精量联合直播机机组自动导航作业要求。

主 题 词：拖拉机导航 前轮转向 摩擦驱动 自适应模糊控制 遗传算法 离散仿真模型 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 0828[工学-建筑类] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.6041/j.issn.1000-1298.2017.06.004

馆 藏 号：203233123...