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基于玉米播种的无人驾驶电动拖拉机设计试验
1
作者 李珊珊 吴正开 +4 位作者 王家忠 孔德刚 袁永伟 刘江涛 王泽河 《农机化研究》 北大核心 2025年第3期247-253,共7页
针对传统拖拉机进行玉米播种时作业直线度差、播种过程中动力传递不平稳的问题,设计了一台特征滑移率下牵引力超过10 kN的无人驾驶电动拖拉机。首先,根据玉米播种农艺和播种作业要求,设计无人驾驶电动拖拉机播种机组整机架构、拖拉机的... 针对传统拖拉机进行玉米播种时作业直线度差、播种过程中动力传递不平稳的问题,设计了一台特征滑移率下牵引力超过10 kN的无人驾驶电动拖拉机。首先,根据玉米播种农艺和播种作业要求,设计无人驾驶电动拖拉机播种机组整机架构、拖拉机的软件和能量传递架构;然后,分析无人驾驶电动拖拉机常见作业工况下的动力需求,根据开沟阻力计算关键部件功率需求,得到整机参数;最后,进行行走、播种工况试验测试,验证车辆性能。试验结果表明:在行走工况中,特征滑移率下的牵引动力为10 417 N,满足设计要求;电压、电流稳定输出,横向偏差在5 cm之内,满足作业要求。在播种工况下,特征滑移率下牵引动力为11 491 N,播种出苗后,苗直线度偏差在5 cm之内,满足农艺要求。标准工况下,动力电池单体在不同温度下稳定放电,电池以1 C放电时,容量在5~100 A·h之间能稳定运行,符合农业作业标准。 展开更多
关键词 无人驾驶电动拖拉机 玉米播种 行走工况 播种工况
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无人驾驶电动拖拉机平台的设计及试验
2
作者 滕峻林 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期232-237,共6页
无人驾驶电动拖拉机是一种新型的农业机械装备,能够实现自主行驶、作业执行和实时数据传输等功能,可以提高农业生产效率、降低能耗和环境污染,成为农业智能化的重要发展方向。为此,进行了一种无人驾驶电动拖拉机平台的设计和试验研究。... 无人驾驶电动拖拉机是一种新型的农业机械装备,能够实现自主行驶、作业执行和实时数据传输等功能,可以提高农业生产效率、降低能耗和环境污染,成为农业智能化的重要发展方向。为此,进行了一种无人驾驶电动拖拉机平台的设计和试验研究。平台采用基于GPS和惯性导航系统的自动导航技术,配备了多种传感器和执行器,能够实现自主行驶、作业执行和实时数据传输等功能。在设计过程中,考虑了平台的结构、动力系统、导航控制系统、通信系统等方面的因素,并对各个模块进行了集成测试和优化。在试验研究中,通过模拟和实际场地测试,验证了平台的性能和稳定性,并进行了数据分析和评估。研究结果表明:平台具有良好的自主控制能力和作业执行效率,可为农业机械化生产提供一种高效、安全、环保的解决方案。 展开更多
关键词 电动拖拉机 无人驾驶 自动导航 传感器 动力系统 性能评估
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电动拖拉机犁耕机组阻力自适应作业控制研究
3
作者 王琪 王旭东 +2 位作者 王威 张硕 崔永杰 《农机化研究》 北大核心 2025年第4期224-229,共6页
犁耕质量和效率对粮食高产至关重要,而以往基于悬挂高度调整以适应阻力变化来控制犁耕机组耕作效率存在耕深不均匀的问题。为此,以重心可调电动拖拉机犁耕机组为对象,提出了调定耕深下考虑速度和滑转率的阻力自适应作业控制方法。首先,... 犁耕质量和效率对粮食高产至关重要,而以往基于悬挂高度调整以适应阻力变化来控制犁耕机组耕作效率存在耕深不均匀的问题。为此,以重心可调电动拖拉机犁耕机组为对象,提出了调定耕深下考虑速度和滑转率的阻力自适应作业控制方法。首先,建立了机组动力学模型并分析了阻力变化下机组的动态特性;然后,采用模糊神经网络控制算法调节驱动电机转矩和电池组位移,使牵引附着性能自动适应阻力变化,以实现速度和滑转率的联合控制;最后,进行了实车测试平台搭建和犁耕试验。结果表明:耕速最大偏差仅为0.48 km/h,相比于控制前滑转率降低了21.42%,牵引效率提高了7.76%。在恒定耕深下机组作业稳定性和效率得以提高,为电动拖拉机的自动化和智能化精准作业提供了技术支持。 展开更多
关键词 电动拖拉机 犁耕作业 自适应控制 牵引效率
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电动拖拉机复合式振动馈能系统设计及试验
4
作者 王旭东 王琪 +2 位作者 王威 陈雨 崔永杰 《农机化研究》 北大核心 2025年第4期230-235,共6页
为了回收和利用电动拖拉机行驶过程中产生的振动能量,基于浮动电池组提出了一种压电-机械电磁复合式振动馈能装置;然后,根据装置的电压输出特性构建了包含整流滤波、LM317稳压、超级电容储能和Boost升压模块的电能提取电路,以满足蓄电... 为了回收和利用电动拖拉机行驶过程中产生的振动能量,基于浮动电池组提出了一种压电-机械电磁复合式振动馈能装置;然后,根据装置的电压输出特性构建了包含整流滤波、LM317稳压、超级电容储能和Boost升压模块的电能提取电路,以满足蓄电池充电需求;最后,进行了复合式振动馈能系统的实车试验。结果表明:电动拖拉机车速为4 km/h时,馈能装置的最大输出电压为34.80 V,平均输出功率为0.57 W;经过等效计算,由复合式馈能系统回收的电能可使电动拖拉机的续航时间延长0.784 7 h。研究结果可为我国电动拖拉机的电能补给和工作时间延长提供理论与技术支撑。 展开更多
关键词 电动拖拉机 振动能量回收 复合式振动馈能装置 电能提取电路
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电动拖拉机驱动电机系统故障诊断模型研究
5
作者 蒋延莲 刘艳 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期234-238,共5页
驱动电机系统的故障可能导致电动拖拉机失控或发生意外情况,从而危及驾驶员和周围环境的安全,准确诊断故障可以帮助驾驶员及时采取措施,避免潜在的危险。为了进一步提高电动拖拉机驱动电机系统的故障诊断准确率,基于驱动电机系统的数据... 驱动电机系统的故障可能导致电动拖拉机失控或发生意外情况,从而危及驾驶员和周围环境的安全,准确诊断故障可以帮助驾驶员及时采取措施,避免潜在的危险。为了进一步提高电动拖拉机驱动电机系统的故障诊断准确率,基于驱动电机系统的数据特征及故障类型,以BP人工神经网络模型为基础,通过PSO-BP优化后的人工神经网络模型构建电动拖拉机电机驱动电机系统故障诊断模型,并对传统BP神经网络模型的阈值和权重进行优化,以更快地收敛到全局最优解。通过采集驱动电机系统的数据,对基于PSO-BP故障诊断模型进行试验验证,结果表明:模型对5种故障状态诊断准确率较高,特别是退磁故障和IGBT故障这两种复杂的故障类型。研究内容能够为电动拖拉机驱动电机系统的故障诊断提供一种有效的方法和技术支持,可提高诊断准确率、保障驾驶员和周围环境的安全,提高了工作效率,降低了维修成本。 展开更多
关键词 电动拖拉机 驱动电机系统 故障诊断 准确率 PSO-BP优化算法
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电动拖拉机底盘轻量化设计 被引量：1
6
作者 赵南南 楚晓杏 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期222-227,共6页
探讨了电动拖拉机底盘轻量化设计的方法和技术,并基于底盘轻量化的重要性论述了底盘轻量化的具体方法,包括选材、结构优化、工艺改进等方面。针对电动拖拉机的工作特点,提出了适合其底盘轻量化的具体措施,包括采用高强度轻质材料、减少... 探讨了电动拖拉机底盘轻量化设计的方法和技术,并基于底盘轻量化的重要性论述了底盘轻量化的具体方法,包括选材、结构优化、工艺改进等方面。针对电动拖拉机的工作特点,提出了适合其底盘轻量化的具体措施,包括采用高强度轻质材料、减少焊接点及优化桥座结构等。最后,通过数值模拟和试验验证了轻量化设计的效果,证明了方法的可行性和有效性。研究成果对于提高电动拖拉机的性能和节能减排具有重要意义。 展开更多
关键词 电动拖拉机 底盘 轻量化 结构优化
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电动拖拉机双电源并联控制研究 被引量：1
7
作者 初香港 王宝超 陈叶 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期234-238,共5页
电动拖拉机具有结构简单和节能减排等优点,但现有电动拖拉机作业时采用单一动力电池能源,存在续航时间短的问题。为了提高电动拖拉机长续航供电能力,提出了一种基于下垂控制的直流双电源并联均流联合供电方案,利用MatLab/Simulink搭建... 电动拖拉机具有结构简单和节能减排等优点,但现有电动拖拉机作业时采用单一动力电池能源,存在续航时间短的问题。为了提高电动拖拉机长续航供电能力,提出了一种基于下垂控制的直流双电源并联均流联合供电方案,利用MatLab/Simulink搭建了系统模型。仿真试验表明:单电源可以实现升压稳压控制;基于下垂控制的双电源并联均流能够实现双电源的电流均流;当切换不同功率负载时,系统电压随功率增加按比例下调,验证了该方案的可行性。 展开更多
关键词 电动拖拉机 双电源并联 下垂控制 动态仿真
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基于AVL-Cruise的增程式电动拖拉机传动系统匹配与优化
8
作者 陈梦醒 姚艳萍 +2 位作者 杨召淞 邢哲浩 周利东 《汽车实用技术》 2025年第6期16-21,共6页
为了解决拖拉机传动系统的匹配与优化问题,首先根据拖拉机的整车设计要求,对拖拉机的电机、电池、增程器、变速箱等参数进行了匹配;然后基于AVL-Cruise建立了整车模型,并建立了循环工况、续航里程、最大爬坡度等仿真任务;最后在保证满... 为了解决拖拉机传动系统的匹配与优化问题,首先根据拖拉机的整车设计要求,对拖拉机的电机、电池、增程器、变速箱等参数进行了匹配;然后基于AVL-Cruise建立了整车模型,并建立了循环工况、续航里程、最大爬坡度等仿真任务;最后在保证满足拖拉机动力性的情况下,利用遗传算法优化变速箱传动比,提高其经济性。结果表明,拖拉机在犁耕和运输作业工况下能耗均有所下降,经济性分别提高了2.6%和8.4%,犁耕和运输作业工况下的纯电续航时间均有所上升,经济性分别提高了4.2%和4.6%,且优化后犁耕作业工况下电机MAP图中的工作点相较于优化前工作在更高的效率区间。 展开更多
关键词 增程式电动拖拉机 传动系统 遗传算法
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增程式电动拖拉机动力电池供电系统研究
9
作者 初香港 王宝超 乔明睿 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期216-221,共6页
增程式电动拖拉机具有节能减排、续航时间长等优点,但现有动力电池组电压等级较低,无法满足增程式电动拖拉机整机直流母线电压需求。为此,针对增程式电动拖拉机整机500 V电压平台需求,研究了其动力电池供电系统,完成了动力电池供电系统... 增程式电动拖拉机具有节能减排、续航时间长等优点,但现有动力电池组电压等级较低,无法满足增程式电动拖拉机整机直流母线电压需求。为此,针对增程式电动拖拉机整机500 V电压平台需求,研究了其动力电池供电系统,完成了动力电池供电系统硬件设计和控制设计,最终利用MatLab/Simulink进行了仿真验证。仿真试验方面,所设计的动力电池供电系统实现了从320 V到500 V良好的升压稳压控制与闭环直流电源供电效果,能够适应与增程器等其他电源并联均流供电需求,动力电池供电系统具有良好的动态性能和稳态性能,满足稳定供电需求。 展开更多
关键词 增程式电动拖拉机 动力电池供电 双闭环控制 动态仿真
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温室电动拖拉机旋耕稳定性时序分析与前馈PID控制方法研究 被引量：3
10
作者 杨杭旭 周俊 +2 位作者 齐泽中 孙晨阳 赖国梁 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期412-420,共9页
针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业... 针对温室小型农机对地面平整度敏感,微小的地面起伏便会造成机具俯仰的情况,基于课题组已开发的温室电动拖拉机,将基于时间序列分析的角度预测方法引入前馈PID控制(Angle prediction and feedforward PID,APF-PID),解决了温室旋耕作业中因机具俯仰而出现的响应性差、耕深不稳定和功率突变的问题。建立了温室电动拖拉机旋耕作业的功率模型,并建立了俯仰角-耕深的转换矩阵,得到了旋耕系统实际耕深的转换值;采用时间序列分析预测机身俯仰角,并作为旋耕系统的扰动输入;结合耕深的转换值和预测得到的扰动,采用APF-PID控制器调节旋耕系统的提升机构,将旋耕机维持在目标耕深;在温室内未旋耕和已旋耕的两种地块进行实车试验。结果表明:俯仰角时序预测模型的相关系数可达0.983 2;APF-PID控制的控制性能优于PID控制,在目标耕深6 cm的测试路面中,APF-PID在两种试验地块上的平均耕深分别为6.47 cm和6.44 cm,均方根误差为0.80 cm和0.72 cm,绝对平均误差为0.67 cm和0.58 cm,耕深稳定性系数为89.95%和91.30%,消耗的总能量较PID控制分别降低4.18%和19.13%,较好地实现了温室电动拖拉机旋耕稳定性控制,满足温室作业需求。 展开更多
关键词 电动拖拉机 温室 旋耕作业 稳定性控制 前馈PID 角度预测
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燃料电池电动拖拉机能量管理的研究 被引量：2
11
作者 吴建钢 夏长高 +2 位作者 孙闫 韩江义 盛志鹏 《农机化研究》 北大核心 2024年第6期248-253,共6页
为了解决传统柴油拖拉机污染物排放高以及纯电动拖拉机持续作业时间短的问题,设计了以燃料电池作为主要能源、电池作为辅助能源、电机作为动力源的新型拖拉机动力总成系统,搭建了拖拉机犁耕整车模型、燃料电池模型、电池模型以及燃料电... 为了解决传统柴油拖拉机污染物排放高以及纯电动拖拉机持续作业时间短的问题,设计了以燃料电池作为主要能源、电池作为辅助能源、电机作为动力源的新型拖拉机动力总成系统,搭建了拖拉机犁耕整车模型、燃料电池模型、电池模型以及燃料电池耐久模型。为了合理分配燃料电池和电池电流,设计了一种基于规则的控制策略,通过对二次型效用函数的微分并结合KKT(Karush-Kuhn-Tucker Conditions)条件实现了燃料电池及电池在能量管理过程中的收益的最大化。仿真结果表明:所设计的能量管理策略可以很好地维持电池SOC、降低燃料电池性能衰退、提升拖拉机犁耕作业里程,拖拉机搭载960g氢气,初始SOC=90%时,可持续犁耕作业2.8 h。 展开更多
关键词 电动拖拉机 能量管理 燃料电池 KKT条件
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基于需求功率预测的电动拖拉机能量管理策略 被引量：2
12
作者 盛志鹏 夏长高 +1 位作者 孙闫 韩江义 《农机化研究》 北大核心 2024年第5期216-221,共6页
针对电动拖拉机在犁耕工况下电机需求电流波动比较大的特点,为了改善动力电池的输出电流过高或过低及电动拖拉机犁耕持续作业时间短的现象,利用超级电容高功率密度的特点,设计了一种锂电池+超级电容结构的双电源电动拖拉机,并建立了Ames... 针对电动拖拉机在犁耕工况下电机需求电流波动比较大的特点,为了改善动力电池的输出电流过高或过低及电动拖拉机犁耕持续作业时间短的现象,利用超级电容高功率密度的特点,设计了一种锂电池+超级电容结构的双电源电动拖拉机,并建立了Amesim/Simulink联合仿真模型。以模型预测控制作为双电源系统的能量管理方法,基于长短期记忆神经网络建立电动拖拉机犁耕工况下的需求功率预测模型,使用动态规划算法求解最佳的锂电池输出电流。仿真结果表明:相比于模糊控制策略,基于模型预测控制策略有效降低了锂电池大电流放电的频率且峰值电流降低了40%,有效提高了锂电池的使用寿命;超级电容的SOC保持在比较高的范围内,且电动拖拉机在犁耕工况下的单位里程能量消耗降低了2.17%,实现了双电源电流分配最优,提高了电动拖拉机的动力性和经济性。 展开更多
关键词 纯电动拖拉机 双电源 模型预测控制 长短期记忆神经网络 能量管理
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电动拖拉机混合电源负载自适应能量管理策略研究 被引量：2
13
作者 李利桥 高宗余 聂晶 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期459-469,共11页
针对纯电动拖拉机工况随机性大、动态负荷变化频繁导致能量利用率低等问题,提出了基于负载自适应的蓄电池/超级电容混合电源的纯电动拖拉机动力电源供能系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求,采用动态规划分析方法找... 针对纯电动拖拉机工况随机性大、动态负荷变化频繁导致能量利用率低等问题,提出了基于负载自适应的蓄电池/超级电容混合电源的纯电动拖拉机动力电源供能系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求,采用动态规划分析方法找出动力系统最优控制模式,并且从动态规划分析结果中提出分段式控制规则,建立了功率划分参数模型与负载统计量之间的函数关系。在此基础上提出了一种基于负载自适应规则的电动拖拉机能量管理策略,并对平稳路况组合负载周期和非平稳路况随机负载周期模式进行了验证实验。实验结果表明,与普通控制规则的能量管理策略相比,本文所提出的电动拖拉机负载自适应能量管理策略具有更强的电池保护和节能能力,能实现负载自适应模式下的最优能量管理,其中在不同工况下电池安培小时吞吐量及电源系统总能量损失分别降低10.5%~15.7%和8.7%~15.1%,表明所提出的电动拖拉机负载自适应能量管理策略能够以较低的计算成本实时在线实现最优的能量管理。 展开更多
关键词 电动拖拉机 动力电源系统 能量管理策略 负载自适应 控制规则
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无人驾驶电动拖拉机底盘配置优化——基于NSGA-Ⅲ算法
14
作者 吴正开 王家忠 +3 位作者 郉雅周 李珊珊 弋景刚 赵春明 《农机化研究》 北大核心 2024年第12期228-233,共6页
针对由传统燃油拖拉机电动改装后的无人驾驶电动拖拉机播种机组附着性能不佳、工作不稳定和耗能大等问题,提出了一种基于NSGA-Ⅲ算法优化底盘配置布局的方案,解决了现有无人驾驶电动拖拉机仅根据经验法加装配重的难题。首先,进行了对无... 针对由传统燃油拖拉机电动改装后的无人驾驶电动拖拉机播种机组附着性能不佳、工作不稳定和耗能大等问题,提出了一种基于NSGA-Ⅲ算法优化底盘配置布局的方案,解决了现有无人驾驶电动拖拉机仅根据经验法加装配重的难题。首先,进行了对无人驾驶电动拖拉机播种机组动力学分析;其次,在动力学分析基础上建立了整机优化的目标函数,以及前后轮动载荷、使用重力和质心位置等约束条件;再次,采用NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅲ算法分别对无人驾驶拖拉机播种机组进行多目标优化。优化结果表明:采用NSGA-Ⅲ算法优化后的配重质量为93.7kg,减少为经验法配重的46.85%、NSGA-Ⅱ算法的86.8%。最后,将北斗的定位信号发送给车载组合导航接收机,获得整机的精准定位信息,利用工控机控制器规划出合理的作业路径,进行田间试验。结果表明:采用NSGA-Ⅲ算法优化后的无人驾驶电动拖拉机组在播种工况下的滑移率符合要求,且经1530s作业后耗电量为0.29kW·h,减少为优化前的85.3%,优化效果良好。 展开更多
关键词 无人驾驶电动拖拉机 底盘配置 多目标优化 NSGA-Ⅲ
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电动拖拉机电池数据监测系统的设计
15
作者 沈凤梅 陈凡 +1 位作者 方镕城 张晓宇 《农机化研究》 北大核心 2024年第11期239-244,共6页
动力电池作为电动拖拉机的核心部件,其工作性能直接影响电动拖拉机田间续航里程及安全工作状态。为此,基于电动拖拉机电池数据监测功能及要求,对硬件系统及软件系统进行设计,并基于CAN总线通信及4G模块进行数据传输,在虚拟机VMware上安... 动力电池作为电动拖拉机的核心部件,其工作性能直接影响电动拖拉机田间续航里程及安全工作状态。为此,基于电动拖拉机电池数据监测功能及要求,对硬件系统及软件系统进行设计,并基于CAN总线通信及4G模块进行数据传输,在虚拟机VMware上安装Linux操作系统搭建嵌入式开发平台,完成通信链路的设计。通过田间试验对电池检测系统功能进行测试,结果表明:系统能够准确地监测电池容量、电压、电流等参数,并能够及时报警和采取相应的措施,保证了电动拖拉机的安全工作状态。同时,系统还可以实时传输数据到远程服务器,实现对电池状态的实时监控和分析,为后续的维护和优化提供了依据。 展开更多
关键词 电动拖拉机 动力电池 CAN总线通信 数据传输 嵌入式开发平台
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基于多岛遗传算法的电动拖拉机分布式驱动系统优化设计与试验 被引量：1
16
作者 李贤哲 张明柱 +3 位作者 刘孟楠 徐立友 闫祥海 雷生辉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期401-411,共11页
针对分布式驱动电动拖拉机(Distributed drive electric tractor, DDET)牵引效率低、系统能量损耗大的问题,提出了一种基于多岛遗传算法(Multi-island genetic algorithm, MIGA)的分布式驱动系统参数优化设计与验证方法。根据犁耕作业工... 针对分布式驱动电动拖拉机(Distributed drive electric tractor, DDET)牵引效率低、系统能量损耗大的问题,提出了一种基于多岛遗传算法(Multi-island genetic algorithm, MIGA)的分布式驱动系统参数优化设计与验证方法。根据犁耕作业工况,建立了拖拉机分布式驱动系统7自由度耦合动力学模型以及轮胎-土壤交互模型,完成了驱动系统关键部件参数设计和匹配选型。提出基于MIGA的前后轮边传动比参数优化策略,将轮边传动比作为决策变量,驱动系统能量损失最小为优化目标,驱动电机功率和转速为约束条件。搭建Matlab/Simulink-NI PXI联合仿真平台验证了参数优化策略的正确性和实时可执行性。结果表明,基于MIGA参数优化后的分布式驱动系统各方面性能得到了有效提升。犁耕循环工况下,拖拉机平均牵引力为10 610 N,最大牵引功率为31.25 kW;平均效率提升了0.38%,驱动电机能耗降低了7.53%。本研究可为分布式驱动电动拖拉机优化设计和系统控制提供理论基础和验证方法。 展开更多
关键词 电动拖拉机 分布式驱动系统 多岛遗传算法 优化设计 联合仿真
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无人驾驶电动拖拉机犁耕机组路径跟踪与耕深模糊控制策略研究
17
作者 陈仲举 谢斌 +3 位作者 罗振豪 刘楷东 张胜利 温昌凯 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期491-504,共14页
田间土壤比阻多变、地块凹凸不平造成拖拉机在犁耕工况下行驶速度和牵引阻力大幅波动,传统拖拉机无人作业系统难以满足路径跟踪精度和耕深均匀性的农艺要求。本文系统分析了无人驾驶电动拖拉机犁耕机组作业特性,提出了拖拉机犁耕机组路... 田间土壤比阻多变、地块凹凸不平造成拖拉机在犁耕工况下行驶速度和牵引阻力大幅波动,传统拖拉机无人作业系统难以满足路径跟踪精度和耕深均匀性的农艺要求。本文系统分析了无人驾驶电动拖拉机犁耕机组作业特性,提出了拖拉机犁耕机组路径跟踪与耕深模糊控制策略,包括模糊Stanley路径跟踪控制方法和预估补偿变论域模糊PID耕深控制方法,兼顾了拖拉机重负载犁耕工况下的犁耕深度与行驶速度,提高了电液悬挂系统的耕深均匀性和无人驾驶系统的直线性。为验证所提控制策略的有效性,搭建无人驾驶电动拖拉机犁耕机组试验平台,开展田间路径跟踪和犁耕试验。试验结果表明:本文提出的控制策略能适应复杂多变的田间环境,路径跟踪作业最大横向偏差不大于0.042 m,犁耕作业横向偏差标准差不大于0.086 m;行驶速度均值保持稳定,平均绝对误差为0.16 km/h,平均相对误差为4.38%;耕深变异系数均值为9.29%,相较于模糊PID算法降低14.57%。本文提出的控制策略可根据不同土壤比阻、地块凹凸程度和牵引阻力,提高拖拉机犁耕作业的耕深均匀性和导航直线性,具有良好的适应性和鲁棒性,满足拖拉机犁耕作业农艺需求,为实现无人驾驶电动拖拉机多参数控制提供了参考。 展开更多
关键词 无人驾驶 电动拖拉机 路径跟踪 电液悬挂 犁耕作业 模糊控制
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电动拖拉机PTO系统下VLF-PM电机复杂扰动补偿控制策略
18
作者 吴雨泽 朱孝勇 +1 位作者 张丽 杨孝南 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第23期92-103,共12页
为降低电动拖拉机能耗及提高作业精度和效率,该研究提出以变漏磁永磁(variable leakage flux permanent magnet,VLF-PM)电机作为动力的动力输出系统(power take off,PTO),并针对PTO下VLF-PM电机驱动系统面临多变作业类型和恶劣作业工况... 为降低电动拖拉机能耗及提高作业精度和效率,该研究提出以变漏磁永磁(variable leakage flux permanent magnet,VLF-PM)电机作为动力的动力输出系统(power take off,PTO),并针对PTO下VLF-PM电机驱动系统面临多变作业类型和恶劣作业工况带来的负载突变、系统故障等复杂扰动,提出一种复杂扰动补偿控制策略。首先,通过设计分离式滑模控制律,提出基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)的参数及负载扰动补偿控制策略,以提高转速、转矩输出能力。其次,在厘清故障扰动机理的基础上,提出基于准谐振前馈NDO的故障扰动补偿控制策略,以降低故障下VLF-PM电机的转矩脉动。最后在不同PTO标准转速下进行控制策略的试验验证,结果表明:在所提方法下,参数变化和负载突变后的转速震荡平均下降60.0%,调节时间减少13.4%。电流传感器故障、电机断相故障时故障扰动信号频率符合理论分析,且在所提算法控制下,故障下扰动观测精度有所提高,相较传统NDO电机转矩脉动分别降低约50.7%和57.4%。该控制策略有效提高了PTO电机的抗干扰能力和系统鲁棒性,可为电动拖拉机复杂扰动下高效稳定作业研究提供思路和参考。 展开更多
关键词 电动拖拉机 动力输出系统 变漏磁永磁同步电机 扰动补偿 故障
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基于人机工程学下电动拖拉机驾驶室设计分析 被引量：1
19
作者 赵雪莲 《农机化研究》 北大核心 2024年第11期255-259,共5页
拖拉机作为一种重要的农业机械,可与相关农机具配合完成各项田间作业,但其田间工作环境较为复杂,故保持良好的拖拉机驾驶环境对于提高驾驶员工作效率具有重要意义。为此,基于人机工程学,以电动拖拉机为研究对象,运用产品设计与人机工程... 拖拉机作为一种重要的农业机械,可与相关农机具配合完成各项田间作业,但其田间工作环境较为复杂,故保持良好的拖拉机驾驶环境对于提高驾驶员工作效率具有重要意义。为此,基于人机工程学,以电动拖拉机为研究对象,运用产品设计与人机工程学完成对拖拉机造型设计并对驾驶室进行建模与设计,最后应用RAMSIS对驾驶员在驾驶过程中的操作舒适性进行仿真设计。研究结果表明:设计的拖拉机驾驶舒适性与操纵便捷性符合人机工程学的要求,可为今后各种拖拉机的研发与设计提供参考。 展开更多
关键词 电动拖拉机 人机工程 三维建模
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电动拖拉机电驱系统故障预测模型——基于深度学习
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作者 郑丽辉 《农机化研究》 北大核心 2024年第10期254-258,共5页
电动拖拉机作为一种新型农业机械之一,具有环保、节能、高效和控制灵活等应用优势,适用于温室大棚和生态农业环境,且其机电驱动系统是保证拖拉机运行可靠性和田间工作质量的重要条件。探究一种高效且精确的电驱动系统故障预测模型与识... 电动拖拉机作为一种新型农业机械之一,具有环保、节能、高效和控制灵活等应用优势,适用于温室大棚和生态农业环境,且其机电驱动系统是保证拖拉机运行可靠性和田间工作质量的重要条件。探究一种高效且精确的电驱动系统故障预测模型与识别方法,对于保证电动拖拉机运行稳定性具有重要意义。针对以上问题,建立了电动拖拉机振动信号采集装置,基于经验模态分解出各个关键部件振动信号潜在故障分量,并将其作为神经网络输入变量进行模型训练,从而建立基于人工神经网络模型的电动拖拉机电驱系统故障故障预测模型。研究结果表明:预测精准度较高,可以满足实际生产需求。 展开更多
关键词 电动拖拉机 电驱动总成 模态分解 故障预测模型
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