拖拉机电-液悬挂系统耕深自动控制的研究.pdf

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1、2012年1月机床与液压Jan．2012第40卷第1期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．01．014拖拉机电一液悬挂系统耕深自动控制的研究刘义，高翔，王寅晓，沈泽方(江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013)摘要：介绍拖拉机电一液悬挂系统的结构及工作原理，建立该系统数学模型，并对该液压悬挂耕深自动控制系统进行了位置控制、牵引力控制和力位综合控制的试验研究，实现了拖拉机电控液压悬挂系统的耕深自动控制。关键词：拖拉机；电一液悬挂系统；

2、耕深自动控制中图分类号：THS219．032．4文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)1—051—3ResearchonPlowingDepthAutomaticControlf0rTractorElectric—hydraulicHitchSystemLIUYi，GAOXiang，WANGYinxiao，SHENZefang(SchoolofAutomobileandTrafficEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China)Abstract：T

3、hestructureandworkingprincipleoftractorelectric—hydraulichitchsystemwereintroduced．Itsmathematicalmodelwasbuilt．Experimentalresearchonloadcontrol，positioncontrolandload—positioncontrolweremade．Theexperimentalresultsshowthatplowingdepthautomaticcontrolwasrealized．Keyword

4、s：Tractor；Electric—hydraulichitchsystem；Plowingdepthautomaticcontrol拖拉机液压悬挂系统的控制方式直接影响着拖拉工作中，当电液比例换向阀左端电磁铁通电时，机的作业质量。现有的拖拉机液压悬挂系统多为机械液压泵输出的高压油经过电液比例方向阀，再经过单式，该系统由杆件和弹性元件组成，存在着结构比较向节流阀的单向阀进入液压缸的无杆腔，使农机具提复杂，弹性元件的迟滞、机械摩擦和杆件的胀缩会影升；当电液比例换向阀右端电磁铁通电时，同时控制响调节性能等缺点。而新兴的电液控制系统广泛采

5、用电磁溢流阀的电磁铁断电，则液压泵输出的油液经过现代液压、传感器、微电子等新技术，具有响应速度电磁溢流阀流回油箱，液压泵处于卸荷状态。而在农快、控制精度高和操作舒适灵便等优点，是拖拉机悬机具自重作用下，液压缸无杆腔的液体被排出，使农挂系统的发展方向。机具下降，被排出的液体经单向节流阀的节流阀和比1电控液压悬挂系统的工作原理例方向阀流回油箱。电控液压悬挂系统由液压悬挂系统、自动控制系2液压悬挂系统数学模型的建立统和信号检测与处理系统组成(如图1所示)。2．1比例电磁铁数学模型电液比例阀中的电一机械转换元件是耐高压直流比例电磁铁。通电以后

6、电磁铁产生电磁吸力，克服弹簧力推动比例阀阀芯运动，其实质是电一力一位移的转换关系。比例电磁铁在其额定行程范围内的电磁吸力与通人其线圈的电流成正比。设为阀芯位移，u；为电磁比例阀输入电流，则电磁铁关系可表示为：‘：Ki“。式中：K为电流位移转换系数，m／V。对上式进行拉氏变换可得：(s)=KiUi(S)(1)2．2比例方向阀控制液压缸数学模型2．2．1电液比例阀流量数学模型图l电控液压悬挂系统原理图收稿日期：2010—12—14作者简介：刘义(1985一)，男，在读研究生，从事机电液一体化设计及结构优化方面的学习研究。E—mail：yt

7、ld2008@163．con。·52·机床与液压第40卷由图1可以看出，电液比例阀由两个控制阀组尼系数，N·s／m；K为折算到活塞上的负载弹性刚成，卸油阀为二位二通阀，进油阀为二位三通阀，数度，kg；F．为作用在活塞上的任意外负载力，N。学建模时可将电液比例阀看作三位三通阀。假定控制对式(7)进行拉氏变换得：阀节流口开启面积是对称的，设控制阀阀芯位移为APL(5)=mY(s)s+BY(5)s+KY(s)+FL(8)，死区重叠量为6。则当阀芯的位移一6<<6时，根据上述式(1)、(4)、(6)、(8)绘制系统传控制阀没有负载流量(即Q．

8、=0)；当阀芯位移>6递函数方块图，如图2所示。时，高压油流入液压缸进油腔，农具上升；当阀芯位移<一6时，油液流出液压缸，农具下降，则流量Q．分别可表示为：，，，Q=Cdto(v+d)√吾(p)v>图2液压悬挂系统传递函