王殿军[1]2004年在《土槽台车计算机自动控制系统研究》文中提出在地面机器系统的研究领域中，无论是对耕作部件与土壤相互作用的研究，探索在耕作部件作用下土壤力学行为的规律，分析关键部件的运动状态、受力情况、使用寿命等，还是对行走机构在松软地面通过性的研究，都离不开土槽台车试验系统这一重要的科研性试验设施。土槽台车试验系统对于探索农业机具的新原理、新机构、减少耕作能耗和提高作业质量是非常重要的。JGJKY—01型台车试验系统是由原吉林工业大学汽车拖拉机工程系设计研制的，并于2000年在“211工程建设”项目支持下由吉林大学地面机械仿生教育部重点实验室进行了技术改造，但由于资金和时间问题，系统在计算机控制技术和功能上仍旧存在着可靠性差、操作复杂，控制方式单一、自动化程度低、试验重复性差等一系列问题，限制了台车试验系统的工作效率和应用范围。本文在考察现有台车计算机控制系统存在的局限性、分析台车电气控制系统组成的基础上，根据实际试验的需要，采用面向对象技术，利用可视化编程工具Visual Basic 6.0，设计了符合Windows标准的“土槽台车动力控制系统”软件，并对所开发的系统进行了功能测试和验证试验。土槽动力控制系统的自动控制部分主要是指对台车牵引系统进行控制，它由工控机、红外遥控设备和两个13KW的直流电机组成。工控机通过数据采集控制卡发出相应的控制指令，控制台车电机的转速并执行发送起、停命令，同时利用计数板对光电编码器发出的脉冲数进行计数，计算出台车的行驶速度和位移。红外遥控器具有结构简单、制作方便、成本低廉、抗干扰能力强、工作可靠性高等一系列优点，通过遥控技术可以减轻土槽台车试验过程中操作人员的操作难度，提高工作效率，实现了单人对整个系统的操作。土槽台车动力控制系统除了能较好的实现对台车的动作控制外，还可以实现对台车的速度调节，调节范围为-1.45m/s～+1.45m/s（正负号代表台车的行驶方向），克服了以前无法准确控制台车速度的局限性。另外，
许克民[2]2005年在《行走式节水灌溉土槽台车的开发研究》文中认为本文是农业部“行走式节水灌溉机具科研开发设施建设”项目研究内容。针对行走式节水灌溉技术研究的特殊需求,研究开发了行走式节水灌溉技术研究专用的土槽系统及土槽台车,对于形成在国内具有领先水平的行走式节水灌溉技术及机具研发基地具有重要意义。 本文简要介绍了行走式节水灌溉技术发展进程及其主要研究内容,在对国内外几十年来土槽系统、土槽台车的研究工作及其应用与发展情况进行分析的基础上,根据行走式节水灌溉技术研究任务对土槽系统及土槽台车的功能需求,进行了土槽系统及土槽台车的选型,土槽台车机械系统、测控系统总体方案的设计,以及台车机械系统与测控系统的工程设计。 土槽台车机械系统开发研究中,重点解决了台车驱动问题,实现了双力驱动;机具连接及受力测量问题,机具耕深等位置调节问题;施水系统结构问题。土槽台车测控系统开发研究中,设计选用安装了多种测量传感器,解决了数据采集处理问题;台车行走、供水等自动控制问题。经调试试验,证明土槽台车各项性能满足预期的设计要求,基本满足行走式节水灌溉技术研究的特殊需求。
曹晓冉[3]2016年在《小型移动土槽试验系统的设计及其振动分析》文中认为农用机械设备的田间试验容易受到天气和气候等诸多不可控自然因素的影响,室内土槽成为农机具的研究过程中必备试验设备。土槽试验系统可以根据试验要求更换所需土壤,模拟不同地区的田间土壤条件,并且试验重复性好,不受外界气候、温度和季节等自然条件的影响。土槽试验可以缩短农业机械的研发周期,增加研发效率,对加快农业发展具有重要的意义。针对残膜回收机具的试验要求,本文设计了一种小型移动式土槽试验系统,对其进行理论分析、有限元仿真与振动测试分析,主要完成以下研究内容:(1)根据拾膜、卸膜机构试验要求,对小型移动土槽试验系统进行设计,包括土槽台车的车架结构、传动系统、控制系统和导向系统的设计。利用叁维实体造型软件对小型移动式土槽试验系统进行实体建模。为了保证移动小型移动式土槽试验系统工作速度的准确性,对小型移动式土槽试验系统进行速度测试。(2)利用ANSYS软件对土槽车架及关键零部件进行了仿真分析。土槽台车架的静力学分析结果表明土槽台车车底板变形较大,根据分析结果加固了底板支撑。对后驱动轴进行强度分析,得出轴的最大应力为175.75MPa,满足强度要求。利用刚体有限元法建立了被测部件支撑架的数学模型;通过ANSYS模态分析模块对被测部件支撑架进行模态分析,分析结果表明:第1阶激振频率接近拾膜、卸膜机构的工作频率,可能会发生共振现象。(3)为了避免被测部件支撑架与拾膜、卸膜机构发生共振从而影响拾膜、卸膜率,以LabVIEW为软件平台,利用压电式加速度传感器、信号调节器与数据采集卡等硬件搭建了土槽试验台车振动测试分析系统。利用振动测试分析系统对被测部件支撑架的振动进行了测试与分析,分析结果表明:被测部件支撑架振动最大处的频率为4Hz,振幅达到12mm,能够影响到拾膜、卸膜机构的试验的试验效率,试验要加强被测部件支撑架的刚度。
于艳, 刘晓红, 尚书旗[4]2011年在《新型室内试验土槽台车变频自动控制系统的研究》文中研究说明土槽试验装置主要用于对土壤耕作机械、工作部件以及相应的行走机构试验和研发。随着科学技术的发展和农业可持续性发展要求的提高,在研发新的农机具时,所需考虑的环节和因素越来越多,因此对土槽台车的控制要求也越来越高。本文主要基于现有土槽试验装置,为完善其自动运行控制系统进行了相关研究。自动控制系统有两种运行方式:工业PC机监控方式和AT89C52为核心的单片机控制方式。工业PC机监控方式中,主要是在土槽试验平台的工控机WinXP环境中通过使用Delphi软件编程实现与土槽台车中的变频器E2000串行通信,从而完成工控机对土槽台车运动控制的监控。AT89C52为核心的单片机控制方式中,系统采用AT89C52为核心控制器,手持遥控端的AT89C52单片机发出控制命令经由PTR2000无线通信收发模块发送,核心控制器部分的无线接收模块接收命令、处理从而实现对台车上的变频器远程和本地控制。
于艳[5]2011年在《农机土槽试验台的设计与研究》文中研究说明随着我国农业机械化的快速发展,新型农机研发过程中对试验测试设备性能和测试功能的要求越来越高。农业机械土槽试验台是对农田作业机械整机或土壤工作关键部件进行试验的有效装置,可有效弥补田间试验的不足,为新型农机设计提供必要数据。对缩短农业机械设备的研制和投产,加快试验和定型,节约研发成本,促进技术创新和新产品的开发具有重要意义。近年来为了节省试验成本,并提高试验效率及试验数据的准确性、可靠性,土槽试验设备正从单机单功能向单机多功能的综合性试验台方向发展。其测试装置通用化、测试系统浓缩化更是未来农机试验台的发展趋势。鉴于上述观点,针对本单位现有土槽试验台结构不合理、驱动方式和控制方式落后、功能单一,测试方式及测试装置的性能等不能满足新型农机试验测试要求的现状,本文结合本单位科研方向研发出一套新的土槽试验台。该试验台的研究,力求从实际应用出发,将计算机技术、PLC技术、变频调速技术、液压技术、嵌入式实时系统、PXI总线和多传感器信息融合技术有效集成,使其成为集多种检测功能于一体,操作使用方便,测试装置和测试软件可移植性、通用性强的综合性农机土槽试验台。本文首先回顾国内外土槽试验台发展概况,分析其存在的问题,结合本单位科研方向,提出整体设计要求和设计目标,给出实现各部分功能的技术路线,进而确定土槽试验台的整体设计方案。再详细论述了各组成部分的具体设计与实现过程,包括土槽基质、运行轨道、台车集成、电控及液压控制系统、台车运行状态参数监测系统、试验测试装置、试验测试软件等。本文的主要工作及所应用的新的解决方法主要有:(1)借鉴本领域研究经验,对通用性农业机械关键部件和有代表性的根茎类作物收获机械结构及性能参数、试验测试条件要求,进行分析、提炼、计算、整理,确定土槽试验台的结构参数、功能和测试系统的配置要求,以满足多种土壤耕作部件(如:单体犁、耙、铲开沟器、压实器、旋耕等部件)和根茎类作物收获机整机或挖掘部件(如:花生、马铃薯分段收获机、花生联合收获机挖掘铲等)的试验研究要求。(2)根据设计要求,选择配备或自制各功能部件,并通过集成化结构设计,将驱动装置、液压装置、土壤恢复装置、机具悬挂装置、各种测量传感器和控制系统集成在一台土槽台车上,力求整体结构设计紧凑,实现单人对整个土槽试验台的操作。(3)以PLC为核心,将电力四驱技术、液压技术、变频调速技术等新技术融入土槽台车设计,对土槽台车行走、动力输出及其它机构等进行控制,实现台车的快速稳定驱动、高效传动、全速度范围无级调速以及后悬挂系统的横纵向控制、水泵喷淋控制等。(4)以工控机为载体,采用多传感器(速度传感器、扭矩传感器等)技术、串口通信技术监测土槽台车运行状态,并采用面向对象技术编程,实现土槽台车运行状态参数(运行时间、行走速度、动力输出轴扭矩、转速、功率等、后悬挂系统、液压输出泵、水箱水泵)的实时测试、显示及相关数据存储。(5)自行设计了模块式杆-架测力装置(包括叁点悬挂式五杆传感器组和部件试验通用连接架两部分),该装置将拉压力传感器、角度传感器内置于农机通用的叁点悬挂式机构,设计中不改变原杆件尺寸和挂接方式,可适应挂接不同类型的拖拉机和农具,配以NI公司的PXI-1042主机(包含抗震硬盘、嵌入式控制器)及PXI-6133、PXI-6008数据采集卡,可进行机具的叁维空间受力分析;整体测试装置拆卸、组装方便,抗震性强,室内土槽试验与田间拖拉机牵引试验均适用。(6)测试系统上位机软件使用LabVIEW编程,实现试验数据的实时采集、处理、存储、显示(时域分析、频域分析等),并将测试试验常用和通用的功能模块编制成子VI,增强测试软件的可移植性和可扩展性。(7)对所开发的土槽试验台车进行功能测试、验证试验,并选用试验对象(4H-2分段式花生收获机整机、4HBL-4花生联合收获机挖掘铲)进行实际试验,测试机具的受力情况,对试验数据进行分析验证测试系统的可靠性和精度。全文较全面的阐述了土槽试验台研制的全过程,对同类产品的设计具有一定的参考价值。在测力方式上提出了五杆测力方式,并自制了模块式杆-架测力装置,是一种新的测力方式的尝试。在测试系统设计中引入了 PXI硬件结构体系和LabVIEW软件技术使系统的同步性、可扩展性、可移植性、适应性增强。经功能测试和实际应用表明,本土槽试验台与原有的土槽试验台相比,在功能上及可靠性、试验数据重复性和自动化程度等许多性能上均有实质性的改善,达到了设计要求。系统整体设计中融合了多种新技术解决原系统存在的问题,与其他同类设计相比在测试方式和软件开发方面具有自己的特点。
白树森[6]2008年在《行走式节水灌溉土槽台车的设计与开发》文中指出行走式节水灌溉技术的研究工作了开展10年多,仍有很多问题有待于深入探讨。为此,在借鉴以往土槽台车系统成功经验的基础上,设计了能在实验室里使用的、专门用于行走式节水灌溉技术研究的土槽台车系统,主要包括土槽台车机械系统的设计和测控系统的设计,旨在解决行走式节水灌溉技术中存在的问题,使其得到大面积推广与应用。
王国华[7]2002年在《基于虚拟仪器的农机土槽测控系统》文中研究指明本文对农机土槽的测试与控制系统进行了研究。系统为分布式I／O测控系统。计算机作为主机，与FieldPoint现场模块进行通信，实现对现场数据的采集和对台车的控制。 自行设计和安装了扭矩、台车速度、旋转部件转速和叁维受力的测试装置。将虚拟仪器技术引用到了土槽的测控系统当中，实现了测试数据的计算机自动采集、动态图形显示和存储打印。实现了土槽台车行走机构及旋转部件的计算机自动控制。 对土槽台车速度的模糊控制进行了研究，并对模糊控制器的控制效果进行了计算机仿真和实际试验。 本文编写了用于做数据处理与分析的软件。可以实现对数据的统计分析、滤波、FFT变换、功率谱分析、相关分析等。
王忠森[8]2009年在《土槽台车液压驱动系统控制方法的研究与仿真》文中进行了进一步梳理本文在考察现有土槽试验系统的基础上,根据实际试验的需要,采用液压传动方式实现土槽台车行走,并对所开发的变量泵-变量马达非线性系统进行仿真。通过对马达采用叁段式压力排量控制的方法将这一复杂非线性系统进行分段讨论,并在讨论较为复杂的流量耦合非线性区段的基础上,将最优二次型理论及简化模型参考自适应控制(SMRAC)方法引入系统中来。针对SMRAC稳定性及自适应律可调增益难确定的问题,提出了以SMRAC系统作外环,辅以最优反馈校正为内环的新型控制结构。在系统数学模型基础上构建了基于Matlab/Simulink的仿真模型,并对该综合控制方法进行仿真,获得较佳性能。随后分析了自适应控制方法在马达变排量区段的可行性,仿真发现自适应控制方法能很好地解决马达变排量控制问题。最后分析了控制方法中的多个相互耦合参数,给出了选择控制参数的一般性原则。本文的研究工作为深入进行耕作部件与土壤相互作用的研究和开展模型理论及自适应控制方法的研究提供更加完善的研究手段。同时对其它适用于车辆液压驱动系统的自适应控制方案及其它现代控制方法同样有着借鉴意义。
刘振宇[9]2005年在《农业机械土槽测控系统的设计研究》文中研究说明多年来,农业机械的牵引试验和行走机构的性能试验多在田间进行,试验受到诸多条件的限制,不能更好的将机械参数和结构优化。与田间试验相比土槽测控系统可以根据需要填充不同的土壤,并通过对土壤进行处理、控制和调节,以模仿不同地区的土壤条件,使用较精密和较先进的测试系统,取得的数据更为精确,对缩短农业机械的研制和投产,加快试验和定型,促进农机新产品的开发和推广有着十分重要的意义。 山西农业大学为促进山西农机研究的发展,申请山西省重点学科建设项目,建设适合具有山西特色的农业机械土槽试验系统。本课题在充分分析当前国内外土槽设备及其相关技术的基础上,根据实际需要,利用现代测试和控制理论与技术,为新土槽设备研制了一套功能齐全,性能先进的测控系统,研究内容包括: 1.借鉴相关研究单位同类型土槽研究成果,对农业机械土 槽试验测控系统总体结构进行分析设计,包括土槽、运
胡滨铠[10]2011年在《轻型土槽试验台车的设计与研究》文中提出农业机械的性能试验在田间进行,受到农时、季节性等诸多条件的制约。在分析现有土槽试验台车发展现状的基础上,根据海峡西岸山地大部分都采用轻小型农机具,以及一些福建山地农业机械存在的问题,设计了轻型土槽试验台车,可用来测试所设计的农业机械整机或工作部件的性能参数,以降低设计成本,提高设计成功率,缩短农业机械的研制和投产周期,及时提供适合山地地貌使用的现代农业机械,使现代农业机械技术在海峡西岸经济区的特色农业产业带、主导产业、重点特色农产品的增产、增收和可持续发展中发挥重要作用,加快推进海峡西岸山地的农业现代化。对加快推进海峡西岸经济区山地农业机械化和农业现代化的发展具有重要的意义。本设计收集了多种海峡西岸山地轻小型农机具及其配套动力或工作部件的参数,通过分析和整理发现大部分轻小型农机具其配套的动力在7.35kW以下,行进速度在10km/h以下。鉴于此,通过CATIA进行建模,制造出结构紧凑、重量轻、操作方便、能为多种海峡西岸山地的轻小型农机具提供测试的轻型土槽试验台车。本论文包括内容如下:(1)利用CATIA叁维制图软件,构建了轻小型土槽试验台车的叁维模型,包括动力系统、传动系统、行走系统、升降机构、移行机构以及挂接机构等。(2)利用CATIA叁维制图软件,分别对轻型土槽试验台车的驱动系统、移行机构及升降机构进行叁维模拟受力、分析与设计。(3)利用CATIA软件对关键零部件进行有限元受力分析,如传动轴、联接杆件等。(4)根据被测试农机具及工作部件的要求,实现轻型土槽试验台车行走、利用变频器控制轻型土槽试验台车的调速、起/停、正反转等的控制。并且进行轻型土槽试验台车速度的试验。(5)培土机工作部件在轻型土槽试验台车上的试验,验证该类型培土机所适用的速比范围和行进速度范围,对测得的数据结果经过直观和回归分析后,得出当刀轴转速固定时,机组前进速度与实际培土厚度之间存在一元线性方程的关系。
参考文献：
[1]. 土槽台车计算机自动控制系统研究[D]. 王殿军. 吉林大学. 2004
[2]. 行走式节水灌溉土槽台车的开发研究[D]. 许克民. 中国农业大学. 2005
[3]. 小型移动土槽试验系统的设计及其振动分析[D]. 曹晓冉. 新疆农业大学. 2016
[4]. 新型室内试验土槽台车变频自动控制系统的研究[C]. 于艳, 刘晓红, 尚书旗. 中国农业工程学会2011年学术年会论文集. 2011
[5]. 农机土槽试验台的设计与研究[D]. 于艳. 沈阳农业大学. 2011
[6]. 行走式节水灌溉土槽台车的设计与开发[J]. 白树森. 农机化研究. 2008
[7]. 基于虚拟仪器的农机土槽测控系统[D]. 王国华. 中国农业大学. 2002
[8]. 土槽台车液压驱动系统控制方法的研究与仿真[D]. 王忠森. 黑龙江八一农垦大学. 2009
[9]. 农业机械土槽测控系统的设计研究[D]. 刘振宇. 太原理工大学. 2005
[10]. 轻型土槽试验台车的设计与研究[D]. 胡滨铠. 福建农林大学. 2011