基于随机数学模型的双圆盘甘蔗切割器参数优化

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1、广西大掌硕士掌位论文基于随机数学模型的双圆盘甘蔗切割器参数优化1．3．2研究路线1．4小结本章主要阐述了课题研究的目的和意义，分析了甘蔗切割器的国内外研究与发展情况，明确本课题的研究内容及技术路线。4广西大学硕士掌位论文基于随机数奄巴模型的双圆盘甘亲阜切割器参数优化第二章甘蔗切割器随机振动的三角级数方法针对路面不平度的数值模拟问题，许多学者进行了大量研究陋3儿矧拈朝。为了精确预测路面情况，获得路面特征的唯一方法就是测量。使用水平仪和标尺的路面不平度的测量方法，精确但费时，而且在实际课题研究中也很少应用。本章主要使用谐波叠加法(

2、或称三角级数法)‰1建立随机田问路面不平度函数，并利用所建立的田问路面不平度函数模拟甘蔗切割器的随机振动。2．1时间域地面谱三角级数理论对于不同等级的路面，主要区别表现在其粗糙程度的不同，采用不平度系数来表示其租糙程度。如果将一段平滑路面的所有频域成分的振幅均按一定比例增加，实际上就可形成一段粗糙路面的路面谱。这样，我们就可以方便地用一个通用的谱密度函数来表达不同粗糙程度的路面，并通过此路面不平度函数模拟甘蔗收割机切割器的随机振动。甘蔗收割机切割器激励的地面谱(地面不平度的空间谱密度)的幂函数形式表达式为【371：Gq(月)=

3、％，?”(2—1)式(2-1)中，C。。地面不平度系数，其大小随路面的粗糙程度而递增：W频率指数，它决定路面谱的结构。设在时间频率f。

4、TheC。andWofDifferentGrand路面不平度通常用路面功率谱密度来描述。将区间(ft，fz)划分为n个小区间，用每一个小区间的中心频率f刚一。(i=l～m)处的谱密度值来代替在整个小区间内的值，则在时间域内用三角级数模拟随机路面不平度136】：％(r)：羔√弘sin(2xL¨，+谚)(2—5)彳，=√G。(无¨)馘(2—6)式(2-5)、(2-6)中，zG(t)——随机路面不平度，姗；G口(fmid．i)——路面不平度时间频率功率谱密度，舳2／胁_1；0。——[0，2丌]上分布的随机数。路面不平度路面功率谱密度

5、可以利用公式计算【38】：叫)=吾(2．7)式(2—7)中，鲈——频率带宽，Hz；X——鲈对应频率带宽中振幅的均方根值，mm。将式(2-7)代入式(2—6)中，则：4=冈(2嘞将式(2-8)代入式(2—5)中，则可以模拟随机路面不平度：％(垆芝压冈sin(2万∥+e)(2-9)式(2-9)对应的路面不平度的方差：蠢=喜群=喜IzI‘c2一，。，基于随机毂掌橇型的双曲盘甘蕞切翱器叠戢优化2．2蔗田不平度数据采集车小节采用s3型号水平仪和标尺的路面不平度的测量方法，对蔗阳不平度数据进行采集。水准仪偶然误差!±3ram／Km，系统误

6、差s±O8mm／lOn。测量时，将皮卷尺一端同定t沿H蔗收获机纵向行进方向拉开。标定某点位黄为测量原点，记录标高H。，并以此点为后面所有路面纵断面的高度原点，如图2I中位再2所示。已录后面测量点高度乩，，如图21中位置3所示，所测量点相对高度：只=乩一碥，(2一【1)凹2-1水准仪测垃原理Fl薛-IMeasuringprincipleofLevelmsugarcalleLandI水准仪2标尺原点位置3标尺测带位置4水平线测量步长计算公式为：n。券(2一12)式(2-12)中，，——采样频率，11z。当进行甘蔗切割运动学仿真和室

7、内物理模拟试验时，甘蔗切割器振动频率范围为O5Hz～4Hz啪1。根据时域采样定理，采样频率‘≥2ב。，此时工。=4胁，所以得到采样频率，=10胁。取甘蔗切割器优化后行进速度v=Im／s1401。通过式(2-12)计算得Ⅲ所选择的测量步长^=100ram。所以在测量原点后，每脯100mm取点进行测量．记录测量点高度。为使采集的蔗田不平度数据能够代表广西蔗地普遍地貌特征，选取三块不同蔗地进行数据采集。每块蔗地中，随机抽取三个纵向长度进行测量，其纵向长度为10m．测量步长为100㈣。采集的原始数据见附录一，对采集的三块不同蔗地的数

8、据利用MathCAD进行处理，得到三块蔗地的空叫域不平度示意罔如图3所示，其中，图3(a)是第一块蔗基于随机越掌樽型的丑∞盘甘蒋切割器叠敏优化地的地面小甲度测量示意图，H3(b)是第二块蔗地的地面不一F度测量示意罔，图3(c是第三块蔗地的地咖不平度测址示意囝。E型}E豳黼目2