拖拉機線控液壓轉向系統的設計與研究.pdf

1、拖拉機轉向系統是拖拉機操作最頻繁的機構之一，其性能關系到駕駛員的操縱感覺和行車穩(wěn)定性，由于傳統拖拉機轉向是全液壓轉向，其轉向靈敏度基本不可調節(jié)，且不能將行駛的路感狀態(tài)傳遞給駕駛員。為了解決這個問題，將線控轉向技術運用到拖拉機轉向中，結合液壓技術，設計一種拖拉機線控液壓轉向系統。此系統將方向盤和轉向輪之間的機構取消掉，代之以信號傳遞駕駛員意圖并驅動轉向執(zhí)行機構，不僅使系統結構簡化，還可以自由設計轉向系統的角傳遞特性和力傳遞特性，另外還有轉

2、向執(zhí)行機構輸出動力大等優(yōu)點。和線控轉向不同的是線控液壓轉向系統的執(zhí)行機構動力源來自液壓系統，所以設計也有其自己的特點。
　　本文對線控液壓轉向系統的研究主要完成了以下工作:
　　首先，對拖拉機線控液壓轉向系統進行整體設計。針對拖拉機傳統全液壓轉向系統的不足，用電液伺服閥替代全液壓轉向器，結合線控技術重新設計了一套拖拉機線控液壓轉向系統，并重點分析了其工作原理過程，推導了轉向缸和轉向輪的關系，對主要參數和元件進行了計算與選型。

3、
　　其次，對設計的線控液壓轉向系統的液壓執(zhí)行機構進行分析和建模仿真。詳細分析了線控液壓轉向系統執(zhí)行機構的控制規(guī)律，即系統應當具有負載敏感功能和需要進行閉環(huán)控制，為后續(xù)研究奠定了理論基礎;也由此對轉向系統進行了改進:通過對油路添加電磁比例溢流閥來控制實現供油壓力隨外負載變化，最終設計成了具有負載敏感功能的轉向系統;然后基于AMESim和Simulink軟件對轉向系統進行聯合建模仿真，通過仿真驗證轉向系統可以達到預期的設計目標。

4、r>　　再次，對線控液壓轉向系統閉環(huán)控制算法進行了研究。提出了線控液壓轉向系統變論域兩級模糊PID控制算法，通過對幾種控制算法的分析比較得出變論域兩級模糊PID控制算法是比較適合線控液壓轉向系統的，然后詳細設計了變論域兩級模糊PID控制器，并將模糊PID和基于函數型變論域模糊PID控制一起加入到聯合仿真模型中進行仿真對比驗證，結果是變論域兩級模糊PID控制算法控制精度更高和響應速度更快，所以本課題最終選擇了此控制算法作為線控液壓轉向系統

5、的閉環(huán)控制算法。
　　然后，對拖拉機線控液壓轉向系統角傳遞特性做了研究。先對拖拉機的理想轉向方式進行了分析，由此推導出線控液壓轉向系統的理想角傳動比表達式，接著結合車輛二自由度模型對理想角傳動比和傳統轉向分別進行了仿真，結果驗證了采用理想角傳動比的線控液壓轉向系統會提高拖拉機的穩(wěn)定性和操縱輕便性。
　　最后，完成了線控液壓轉向系統的臺架試驗。先是設計了轉向試驗臺架和轉向控制器的軟硬件，然后對設計的線控液壓轉向系統進行臺架試驗