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目前我国优势经济作物如棉花、玉米、大豆等中后期病虫害防治一直是一个难题,高地隙自走式喷杆喷雾机以玉米、甘蔗等高杆作物为主要作业对象,同时兼顾棉花、大豆、烟草、油菜的后期病虫防治的需要,防滑系统作为其关键技术之一,能够防止因地表不平、土壤松软、湿滑等因为造成的轮胎打滑、跑偏、行走困难等问题,确保高地隙喷雾机的正常行驶,提高作业效率。
本文对高地隙喷雾机的防滑控制系统进行设计,开展一系列的试验和分析,研究解决了防滑控制的技术难点,并对研制的样机进行田间防滑试验。主要的研究工作包括以下几个方面:
1)喷雾机模型建立:分析引起打滑的主要成因,分别建立了直线行驶过程的单轮力学模型以及转向时线性二自由度模型,提出了直线行驶以相对滑转率、转向时以实际转速比与理论转速比之差的绝对值为控制对象的防滑控制。
2)控制系统设计:完成了转速、转角信号的采集,采用PID控制算法以51单片机为载体,利用C语言编程开发出防滑控制系统,来实现防滑的预期控制目标。
3)台架模拟试验:模拟实际作业时的工作环境,选取包括液压泵、液压马达、电液比例阀、转速传感器、转角传感器等元器件,搭建了防滑控制系统模拟试验平台,首先通过试验找出转速、载荷压力、比例阀控制电压三者之间的关系,接着对两轮打滑的工况进行了试验模拟,最后在研究固定转角防滑控制的基础上对转角连续变化的防滑控制进行了试验。
4)整机田间试验研究:根据喷雾机实际作业环境中可能遇到的路况,通过对单侧行驶在松软土壤、双侧行驶在松软土壤、爬坡、过沟以及转向进行的一系列防滑性能测试,结果表明开发的防滑控制系统可靠,完全能够满足高地隙喷雾机作业时的防滑控制要求。
首次实现了高地隙喷雾机直线和转向防滑控制,研究成果为大型农业机械防滑控制提供了新途径。