拖拉机液压悬挂装置的建模及仿真分析

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1、万方数据2007年6月第35卷第6期机床与液压MACHINETOOL&HYDRAULICSJun．2007V01．35No．6拖拉机液压悬挂装置的建模及仿真分析伦冠德(潍坊学院机电工程系，山东潍坊261061)摘要：分析了拖拉机液压悬挂装置的组成及工作原理，建立了系统的数学模型；并应用MATLAB软件对系统进行了稳定性分析和仿真。结果表明：建模仿真技术是研究机组系统整体的最佳设计(匹配)、最佳使用、提高机组效益的有效途径。关键词：液压悬挂系统；建模；MATLAB仿真中图分类号：TP27l+．31：TP391．9文献标识码：A文章编号：1001—3

2、88l(2007)6—143—3ModeUngandSimulationAnalysistotheT咫ctorHydraulicHitchSystemLUNGuande(MechanicalandElectricalEngineeringDepanment，WeifangUniversity，WeifangShandong261061，China)Abstract：Thecompositionofthetractorhydraulichitchsystemandtheprincipleofworkwereanalyzed，themathemati

3、calmodelofthesystemwasestablished，thestabilityanalysisandthesimuI“onofthesystemwerecarriedoutusingsoftwareofMATLAB．TheresultshowsthatthetechniqueofmodelingsimulationisanefkctivewaytostudythewhoIebestdesign(match)，thebestuseoftheunitsystem，enhancestheunitbenent．Keywords：Hydrau

4、lichitchsystem；Modeling；MATLABsimulation0引言智能化技术在拖拉机上的应用不仅要使拖拉机的各个子系统实现高精度、高实时性的自动控制，提高拖拉机对外界环境的适应能力，能够在复杂多变的工作条件下自适应地选择最佳的工作方式，最大限度地提高拖拉机各子系统的工作效能，实现发动机、传动系及悬挂机构各子系统的自动控制以及各子系统之间的优化匹配，更好地满足对拖拉机的各项使用要求。液压悬挂系统是提升农具的动力和控制装置，对其进行综合控制，以保证发动机在最佳工作点上工作，同时使得整个作业机组对外界干扰实现最优适应控制，达到提高作

5、业机组生产率、燃油经济性、减轻驾驶员操作强度、改善作业质量的目的。1液压悬挂装置的组成及工作原理1一低压滤清器2一液压泵卜高压滤清嚣4一电磁溢流阀B5一电液比例换向阀卜单向节流阀7一压力表8一压力传感器9一液压缸A一上升端卜下降端c一电磁换向阀图1液压悬挂系统原理图液压悬挂系统由液压泵、主控制阀、提升液压缸和其它一些阀类和辅助装置组成。如图1所示，当电液比例换向阀左端电磁铁通电时，液压泵输出的高压油经过电液比例方向阀，再经过单向节流阀的单向阀进入液压缸的无杆腔，使农机具提升；当电液比例换向阀左端电磁铁通电时，同时控制电磁溢流阀的电磁铁断电，这样液

6、压泵输出的油液经过电磁溢流阀流回油箱，液压泵处于卸荷状态，而在农机具自重作用下，液压缸无杆腔的液体被排出，使农机具下降，被排出的液体经单向节流阀的节流阀和比例方向阀流回油箱。农机具下降的速度由节流阀控制，既不能过快也不能过慢，农机具下降过快会产生失重现象，使工作不稳定；农机具下降过程慢会影响液压悬挂系统的响应速度，最终影响生产质量和生产效率。2液压悬挂系统数学模型的建立2．1比例电磁铁数学模型的建立电液比例换向阀中的电一机械转《换元件是耐高压直譬流比例电磁铁。通番电以后电磁铁产生。电磁吸力，克服弹簧力推动比例阀阀芯运动，其实质是图2比例电磁铁的吸

7、力特性电压一力一位移的转换关系。对于不同的输入电流，电磁铁的吸力特性不同，在一定的行程范围内电磁铁的吸力是恒定的，如图2所示，电磁铁的吸力特性曲线与弹簧负载特性曲线的交点便是所对应电流下的工作点。当电流，改变时工作点也相应改变。本系统采用的是力控制型比例电磁铁，阀型号为34B．H10／40B．12，输出信号是阀芯的位移。电磁铁的4广●f：●L万方数据·144·机床与液压第35卷参数为最大输入电压直流24V，电流为800mA，最大阀芯行程为6。=3．5mm。设z为阀芯位移，u。为输入电压，则此环节的传递函数为：以加器=再‰=1K．％—粤(1)乓+2

8、生s+1∞：∞。由于衔铁主件系统的固有频率∞。=√鳖去笠远大于比例阀液压部分的固有频率，所以可以把比例电磁铁看成一个比例环节，即有以小湍