农用拖拉机悬挂控制系统的环中模型优化

摘要

为了提高生产力和效率,减少对环境的影响,全球农业正面临着挑战。这一成功依赖于包括农用拖拉机在内的农业机械的高效运行。农用拖拉机的主要、甚至是最耗能的操作之一是整地,尤其是犁地。为了提高效率,拖拉机应该能够将最大可能的发动机功率转化为对工具(即犁)的拉力。从轮胎力学理论可知,为了传递力,滑动是必要的。滑动,是牵拉轮与地面之间的相对速度,也是一种损失的表达。因此,有足够的滑动来拉动器具而不浪费太多能量是至关重要的。

著名的农用拖拉机电液悬垂控制系统提供了一种基于传感器的控制方案,该控制方案可以通过抬起农用拖拉机来放松悬垂,减少牵拉负荷,限制滑移,而不会过多影响工作深度。尽管这项技术已经成熟,但控制参数的调整仍然是一个重大挑战,部分原因是这组参数必须同时适用于非常坚硬的干燥土壤和潮湿土壤,而这些条件很难在短时间内获得。换句话说,参数的识别和调整在时间、条件和可重复性方面具有挑战性,从而导致半最佳参数集。

本文提出并演示了一种环中模型调优方法。通过收集实验数据,可以作为标准化测试场的基础,以便进行可重复的测试。这些试验数据可用于模拟犁、拖拉机和轮胎-土壤相互作用的力学特性。仿真的输出作为信号来刺激拖拉机上的控制器。通过这种方法,可以在一年中的任何时候在没有可用字段的情况下对hitch控制参数进行调优和改进。由于可以在不改变边界条件的情况下进行可重复测试,每次迭代的循环时间也可以显著减少。

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