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拖拉机牵引不同农机具完成不同作业,其作业要求随着牵引机具的不同而变化。针对大功率拖拉机在不同工况下作业要求不同的问题,提出一种多工况换挡自适应控制方法。分析不同工况对拖拉机动力性经济性的要求,以滑转率、油门开度和速度为参数,根据工况要求计算兼顾动力性和经济性的理论换挡规律,采用神经网络离线训练换挡规律实现挡位智能控制;针对重载荷下随机载荷波动导致循环换挡问题,引入加速度和油门开度变化量作为参数,利用模糊逻辑判断拖拉机负载和驾驶员操作意图得到速度修正系数,对换挡速度进行修正,扩大挡位使用范围;通过对拖拉机纵向动力学分析,利用Simulink搭建大功率拖拉机数学仿真模型,并建立变速箱换挡控制系统硬件在环仿真平台验证换挡策略的有效性。仿真结果表明,在燃油经济性方面,道路运输和轻载荷作业工况燃油经济性分别下降5.78%、3.28%。在动力性方面,保证克服牵引阻力的同时,轻载荷和重载荷工况加速时间较快,速度波动减小且有效避免重载荷工况下循环换挡问题。 相似文献
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发动机性能变化和牵引阻力波动等时变因素对大功率动力换挡拖拉机（PST）换挡策略的适应性具有巨大威胁。为了构建动态精准模型和应对负载波动,以提高PST换挡策略的适应性,提出了一种基于数字孪生的自适应换挡策略。一方面,将发动机状态变化视作内部干扰,基于深度确定性策略梯度（DDPG）算法对虚拟PST发动机进行实时校准,结合PST机理模型,实现对PST的实时动态精准建模。另一方面,将牵引阻力波动视作外部干扰,提出基于深度Q网络（DQN）的换挡策略生成方法。在实时动态精准建模和换挡策略自动生成两个机制的协同作用下,实现换挡策略的自适应调整。最后,开展了犁耕工况下的虚拟PST训练仿真及本文方法与模糊自适应方法的车速跟踪对比试验。结果表明,发动机转矩和燃油消耗率跟踪误差均值不超过7.28N·m和1.55g/(kW·h),实现了对物理PST的动态精准建模。在长时间使用之后,发动机和牵引阻力的变化导致模糊自适应方法的换挡点和模糊规则不再完全适用,换挡表现逐渐变差,而本文方法的换挡表现和车速跟踪效果全程良好,其车速跟踪误差均值、燃油消耗率均值和总换挡次数分别为0.0125m/s、229.76g/(kW·h)和42,比模糊自适应方法分别减小0.91%、11.14%、34.38%,验证了本文方法的适应性和优越性。 相似文献
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换挡控制技术是AMT系统控制的关键技术之一。为了实现拖拉机AMT换挡过程的自动控制,对拖拉机AMT工作原理进行分析,根据拖拉机特殊的田间作业工况,求解出拖拉机AMT最佳换挡规律,制定了换挡过程控制策略,建立AMT系统及控制策略仿真模型,对拖拉机AMT的换挡过程进行仿真分析。结果表明,所制定的控制策略能够使拖拉机的换挡过程得到满意的控制效果。 相似文献
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针对现有农机速度调节策略功率匹配度不高、燃油经济性差的问题,以静液压传动拖拉机为平台,基于CAN总线设计了拖拉机定速巡航控制系统。该系统由拖拉机工况采集、负载检测、油门控制、变量泵排量调节、作业负载调节、通信等模块组成。设计了油门调节机构和负载调节装置,获取并解析了拖拉机工况数据,建立了静液压传动拖拉机油门开度、变量泵排量与速度对应的数学模型,制定了发动机转速与变量泵排量协同控制策略。分别在水泥路面空载、田间空载和平地作业3种工况下进行了协同控制策略试验,在平地作业工况下进行了定油门控制策略、油门排量耦合控制策略和油门排量协同控制策略试验。结果表明,3种工况下,协同控制策略的速度控制绝对误差分别为0.005、0.007、0.012m/s;在达到相同目标速度的前提下油门排量协同控制策略降低了发动机转速。拖拉机定速巡航控制系统能够在保证速度控制精度的前提下,减小燃油消耗。 相似文献
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以中大马力拖拉机组合式动力换挡变速器为研究对象,基于该变速箱中的四速动力换挡模块,提出以油门开度和输出轴转速为参数的换挡策略。详细分析了中大马力拖拉机自动变速器的变速特性和一定耕作阻力下的循环换挡现象,确定了中大马力拖拉机的换挡控制参数,并通过建立拖拉机的纵向力学模型,借助MATLAB/Simulink进行建模仿真。仿真结果表明,该控制策略避免了拖拉机在一定工作阻力下的循环换挡现象,提高了拖拉机的燃油经济性,可以使拖拉机能够在较大的工作阻力范围内连续工作。 相似文献
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杨自龙 《拖拉机与农用运输车》1983,(4)
<正> 拖拉机运输作业机组的燃油经济性是用吨公里油耗来衡量的。在额定工况下,拖拉机可以获得良好的燃油经济性。对于装有全制式调速器的发动机来说,在转速稳定工作时所需油量是由调速机构自动控制的,发动机转速又受油门和负荷的双重作用。要提高不同工况下的 相似文献
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大功率拖拉机作业时载荷冲击会造成发动机的输出转矩大范围波动,为减小载荷冲击对拖拉机动力单元的影响,提出以发动机和双电机为动力源的拖拉机双流耦合动力系统构型,以减小载荷冲击引起的动力传动系统换挡频次。基于Haar小波分解提出了基于功率预测的转矩分配策略,首先记录拖拉机的作业参数,基于径向基神经网络对拖拉机旋耕作业时的功率需求进行预测,由Haar小波变换确定高频和低频转矩需求值的范围,并分别由电机和发动机提供。最后,通过硬件在环试验对提出的动态转矩分配进行了可行性验证,测试结果表明：提出的基于神经网络功率需求预测模型对行驶端和动力输出端 (Power take-off,PTO)的功率进行预测,实际值和预测值均方根误差分别占最大功率的7.6%和7.9%;提出的转矩分配策略能够应对拖拉机旋耕时的载荷波动。发动机转矩波动与传统构型相比减小35.0%,有效地缩小了发动机转矩波动范围,缓解了拖拉机作业时载荷冲击对发动机的影响。 相似文献
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提出了适用于无级变速拖拉机的单纯经济型和综合经济型作业模式。单纯经济型作业模式以发动机在整个工作范围内的最低燃油消耗率点为目标工作点,油门开度不变,仅控制变速器传动比,为单变量控制系统;综合经济型作业模式以发动机在整个工作范围内的最佳燃油经济性工作线为目标工作线,不仅可以获得较好的燃油经济性,而且可以保证在阻力变化的情况下,拖拉机始终按照驾驶员设定的车速恒速行驶,需要综合控制油门开度和传动比,为双变量控制系统。本文分别对两种作业模式建立了单闭环和双闭环控制系统,仿真结果表明控制系统可以满足这两种经济型作业模式的要求,为无级变速拖拉机控制系统的开发提供了依据。 相似文献
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针对拖拉机起步工况复杂,起步控制系统存在建模不确定性、参数摄动和时变扰动等问题,为提高动力换挡拖拉机起步品质和驾驶员操作舒适性,提出了基于时变扰动抑制的拖拉机起步控制方法。首先,以动力换挡变速箱(Power shift transmission,PST)为研究对象,通过分析拖拉机起步过程的动态特性建立PST起步动力学模型,以冲击度和滑摩功作为换挡品质评价指标,构建起步控制的性能泛函;然后,引入高阶扰动观测器(High-order disturbance observer,HDO)估计起步控制系统中的扰动及其各阶导数,结合哈密尔顿函数对线性二次型调节器(Linear quadratic regulator,LQR)推导求得最优控制律;最后,基于Matlab/Simulink和AMESim构建大功率拖拉机PST的联合仿真模型,并与PIO观测器(Proportional integral observer,PIO)进行对比,验证本文方法的有效性。算例验证表明,HDO能够准确估计系统时变扰动,通过与LQR的结合可有效抑制系统时变扰动。仿真结果表明,中等起步,运输工况和犁耕工况下,HDO冲击度分别为12.25、11.32 m/s3,比PIO分别降低了21.92%、22.20%,滑摩功比LQR分别减少0.49、0.11 kJ。在不同工况和起步意图下,本文方法可有效降低动力换挡拖拉机起步过程中的冲击度和滑摩功,具有较好的换挡品质和控制鲁棒性。 相似文献
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动力换挡变速器换挡时动力不中断,且能够将复杂的换挡过程简化为按钮操作,在国外的拖拉机上已得到了广泛应用。为此,设计了一种新型的负载换挡行星齿轮副变速器,增加了原变速箱的挡位数,并实现了增扭负载换挡与梭行换挡。在分析了整体功能要求的基础上,确定了变速器的传动方案及结构,设计了副变速器液压控制系统,并对拖拉机各挡总传动比及理论车速进行了设计计算。同时,绘制了拖拉机牵引力和比油耗曲线,定义拖拉机牵引功率利用率和比油耗损失率用以评价拖拉机动力性和燃油经济性,并通过计算比较了改进前后拖拉机的动力性和燃油经济性情况。 相似文献
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《Journal of Agricultural Engineering Research》1993,54(1):1-27
Agricultural tractors work under a variety of conditions and maximum work-rate and minimum fuel consumption depend upon the correct selection of engine speed, transmission ratio and implement width and depth.Although the well-known technique of "gear up, throttle down" produces fuel savings, particularly at part load, a tractor with a fully integrated engine-transmission-implement control system would have a dynamic response to varying loads to achieve the maximum work-rate for the minimum fuel consumption under all conditions. This review considers transmissions that could be used on an integrated control tractor and discusses the requirements of the transmission and how well these are met by the different types.It concludes that the presently available powershift transmissions, now being fitted with electronic control, and the high efficiency, continuously variable transmissions (CVTs), being developed for automotive applications, are the most appropriate. There are, however, new transmission arrangements which, if developed for tractors, could offer improved efficiency for powershift types or continuous power transmission during range changes for continuously variable transmissions.There is little published data on the performance of tractors with CVTs. Further analysis, using computer modelling, could be used to help determine whether the ability of a CVT to exploit rated engine power at all forward speeds compensates for its lower transmission efficiency compared to stepped transmissions. More information on the efficiencies of the various transmissions, while operating at realistic loads, would be beneficial to this analysis. 相似文献
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动力换挡技术因具备换挡过程中动力不中断的优点,近年来逐渐被广泛应用于重型拖拉机中。而电液控制系统作为动力换挡变速箱的核心部分之一,其控制过程对车辆性能及换挡品质有直接影响。提出合理的湿式离合器油压控制策略,对改善和优化动力换挡变速箱的换挡品质具有重要意义。选定滑摩功、换挡时间和冲击率作为换挡品质评价指标,通过理论推导建立了三者与动力换挡变速箱电液控制系统之间的联系,根据湿式离合器在换挡过程中输出特性的变化,将动力换挡过程划分为原挡位、扭矩相、惯性相和新挡位4个阶段,结合换挡品质评价指标提出了湿式离合器油压分段控制策略,并以前进1挡换前进2挡为例,在AMESim仿真平台建立相应的Statechart控制模型,针对控制模型中的关键参数运用遗传算法进行优化,将参数优化结果应用于控制系统中并运行仿真。与简单控制策略相比,应用本文所提出的控制策略后,可使换挡过程中产生的最大冲击率由22.14 m/s3降为9.78 m/s3,同时湿式离合器摩擦片单位面积上的滑摩功为0.163 J/mm2,远小于许用值。验证了该控制策略经优化后对改善换挡品质的有效性及合理性。 相似文献