拖拉机电液悬挂系统动压反馈校正方法研究

发布时间：2025-01-04 05:48

　　 针对拖拉机在运输重型悬挂设备时,压力冲击剧烈、拖拉机会产生较大的俯仰运动等问题,提出了在位置控制系统中加入动压反馈校正环节,增加系统阻尼比,来抑制系统压力波动。该动压反馈校正环节利用压力传感器输出信号,经过控制器微分校正后给系统输入,能够在不影响系统动态刚度的前提下,增加系统阻尼比。首先,通过建立拖拉机电液悬挂的运动学模型,分析研究了各杆件间的转角传动比,并建立了拖拉机悬挂系统的动力学模型,利用Matlab编写程序求解液压缸的负载力,建立了液压系统模型,分析了加入动压反馈校正环节后的液压系统阻尼比变化情况,给出了动压反馈参数的确认方法。其次,应用Matlab/Simulink对所建立的模型进行仿真分析,仿真结果表明:在液压系统提升过程中压力变化较大,最大压力达到5.8 MPa,校正后的电液悬挂系统压力波动较小,最大压力仅4.0 MPa,在液压系统受到干扰力冲击时,原液压系统压力波动范围为2.7 MPa,而采用动压反馈校正后的位置控制压力波动范围为1.1 MPa,验证了该校正方法能够有效地提高系统阻尼比,抑制压力波动。最后,搭建试验平台进行试验验证,试验结果表明:拖拉机电液悬挂提升过程中...

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图2 拖拉机液压悬挂机构受力分析简图

如图2所示，拖拉机在运输过程中，机具所受的力包括:农具重力mWg，上悬挂点处作用力FG，以及下悬挂点处的水平和垂直作用力FVx和FVy。为了简化分析，忽略各悬挂杆件的质量，这样上拉杆和提升杆可视为二力杆。取机具为研究对象，根据达朗贝尔原理可得

图3 电液悬挂系统原理图

图3为电液悬挂系统原理图，由比例提升阀和比例下降阀、安全阀以及单作用缸组成。在建立液压系统数学模型前假设系统不存在弹性负载，忽略活塞上的粘性阻尼系数，忽略油液密度及压缩性的影响，回油压力为0。

图5 加入动压反馈校正的电液悬挂系统位置控制系统框图

由压力传感器采集的信号，经过微分校正装置，输出给比例阀控制装置，构成压力微分反馈，进而提高系统的阻尼比，其原理图如图5所示。由图5可得系统的开环传递函数为

图6 拖拉机电液悬挂系统仿真模型

图7为电液悬挂系统阶跃响应的仿真结果，由图7a可以看出，没加入校正环节和加入校正环节响应时间均为3s左右，稳定后液压缸位移为0.76m，犁尖离地高度为0.46m。由于悬挂犁存在自身重力等因素的影响，液压缸位移存在一定的静态误差，拖拉机运输工况下是可以接受的。由图7b可以看出....

本文编号：4022997