线控液压转向试验台的电液加载系统的研究

【摘要】近年来,随着电子技术在车辆上的应用越来越广泛,拖拉机转向系统正在由传统的全液压转向快速地向电子化、智能化和网络化方向发展,国内外相继出现了液压助力转向、电控液压转向以及线控液压转向系统等。由于拖拉机工作环境恶劣、行驶路况及作业场地复杂多变,故对其转向性能有更高的要求。线控液压转向系统作为转向系统发展的新方向,对其有效地进行开发设计和性能测试是试验台不可或缺的部分。目前市场上的加载系统种类繁多、功能各异,但针对拖拉机这种作业条件差,且环境复杂的农业机械,测试试验台的发展还不是很成熟,测试方法和手段也存在很多的不足。故本文针对线控液压转向系统的特点,对转向加载系统进行研究,主要工作如下：首先,分析现有的加载系统的优缺点,结合拖拉机的实际工作情况,确定了应用于拖拉机线控液压转向系统的加载方案,即采用电液比例阀的加载方式。纵观整个线控液压转向试验台,利用试验台转向结构的单液压缸转向梯形前置的优势,选用对称布置加载油缸的方式,通过对转向节的对顶实现阻力加载。此外,本文对加载系统的液压加载模块和ECU模块进行了设计,详细阐述了各部分的组成和整个加载系统的工作原理,并对液压元件、传感器及控制单元进行了选型。其次,对拖拉机转向过程中受到的转向阻力矩进行了理论分析与计算,并详细地分析了影响转向阻力矩大小的因素,确定了拖拉机转向时所受到的地面侧向阻力的范围,确定了转向阻力加载的加载方式,并通过转向测试实验对理论分析的结果做进一步验证。结果表明,理论值和实测值之间误差在2.5%左右。再次,研究分析常用加载控制系统的控制策略,确定采用经典控制PID控制算法,并用AMESim和MATLAB/Simulink对加载系统进行联合仿真,由仿真结果分析可知,PID控制对系统变化有较强的适应性,可以有效的控制拖拉机转向加载系统。最后,基于所搭建的加载系统台架,完成了对加载系统控制部分的设计,包括基于C8051F020的控制系统硬件电路的设计和系统软件设计,并在台架上进行相关的加载试验。
【作者】金月；
【导师】鲁植雄；
【作者基本信息】南京农业大学，机械工程，2013，硕士
【关键词】拖拉机；线控液压转向；加载系统；电液比例溢流阀；台架试验；

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