I目錄1緒論.-1-1.1引言.-1-1.2研究背景和意義.-1-1.2.1研究背景.-1-1.2.2研究意義.-1-1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析.-3-1.3.1國外研究現(xiàn)狀.-3-1.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀.-4-1.4研究內(nèi)容.-5-1.5本章小結.-7-2拖拉機電控液壓懸掛系統(tǒng)設計.-8-2.1傳統(tǒng)拖拉機的液壓懸掛系統(tǒng).-8-2.1.1液壓懸掛系統(tǒng)組成.-8-2.1.2液壓系統(tǒng)類型.-9-2.2電控液壓懸掛系統(tǒng)設計.-10-2.2.1設計方案的提出.-10-2.2.2設計方案的確定.-14-2.3工作機理.-14-2.4本章小結.-15-3液壓回路設計和信號處理電路設計.-16-3.1液壓回路設計和硬件選型.-16-3.1.1電控液壓系統(tǒng)回路設計.-16-3.1.2液壓泵和分配器的選擇.-17-3.1.3小油缸的選型.-17-3.1.4換向閥的選擇.-18-3.1.5減壓閥和溢流閥的選擇.-18-3.2信號處理電路設計.-19-3.2.1傳感器的選擇.-19-3.2.2傳感器信號放大電路和濾波電路設計.-22-3.2.3光電耦合器和三極管放大電路設計.-23-3.3控制回路設計.-23-3.3.1ECU特點.-23-3.3.280C196KC系統(tǒng)設計.-24-3.4本章小結.-25-4電控液壓懸掛系統(tǒng)軟件設計.-27-4.1主程序設計.-27-4.2A/D轉(zhuǎn)換中斷程序設計.-27-4.3本章小結.-29-結論及展望.-30-參考文獻.-31-I附錄1.-33-附錄2.-34-附錄3.-38-致謝.-41-拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)自動控制研究摘要隨著新興科學技術的不斷創(chuàng)新，尤其是計算機技術、電子控制、人工智能、網(wǎng)絡通訊等高新技術的迅速發(fā)展，對拖拉機工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響和滲透。而采用機電液一體化控制技術是拓寬拖拉機功能、提高其技術性能以及解決其所面臨諸多技術難題的最佳選擇方案，并且已經(jīng)成為現(xiàn)代拖拉機及其配套機組的主要技術發(fā)展趨勢。本文首先介紹了傳統(tǒng)拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)的組成和類型。在此基礎上，選擇了拖拉機半分置式液壓懸系統(tǒng)進行設計，設計新型拖拉機電控液壓懸掛系統(tǒng)。在原拖拉機半分置式液壓懸掛機構中改進設計了自動控制系統(tǒng)。分別闡述了自動控制系統(tǒng)的組成、工作原理、土壤阻力傳感器、農(nóng)具提升高度傳感器、主控制閥位移傳感器信號的測取與處理以及單片機控制的實現(xiàn)。在液壓油路方面，該系統(tǒng)用電磁換向閥控制分配器取代傳統(tǒng)機械式的控制分配器，并設計配套油路；在控制反饋信號獲取方面，系統(tǒng)中安裝位移傳感器、壓力傳感器和角位移傳感器；同時，對拖拉機電子液壓懸掛的各種耕深控制方法進行比較分析。拖拉機電控液壓懸掛控制單元設計包括硬件和軟件設計.根據(jù)本系統(tǒng)各功能模塊的具體需求，選用Intel公司MSC-96系列的80C196KC單片機設計控制器。在軟件方面，完成了主程序控制程序總體流向。關鍵詞：拖拉機；液壓懸掛系統(tǒng)；換向閥；自動控制IStudyonAutomaticControlforHydraulicHitchEquipmentofTractorAbstractWiththeperpetualinnovationoftheemergingtechnology,especiallytherapiddevelopmentofhighandnewtechnology,suchascomputertechnology,electroniccontrol,artificialintelligenceandnetworkcommunications,thetractorindustryisinfluencedgreatly.Takingtheintegratedcontroltechnologyofhydromechatronicsisthebestprojectforbroadeningtractorfunction,improvingitstechnicalperformanceandsolvingnumerousfacingtechnicaldifficultiesandithasbecomethemajortechnologytrendofmoderntractorsandthesupportingunits.Thispaperfirstintroducesthecompositionandtypeofthetraditionaltractorhitchcontrolsystem.Basedonthis,choosingthestructureofsemi-partitionhydraulichitchsystemtocarryonthedesignanddesigninganewelectrohydraulichitchsystem.Asimplestructureofsemi-partitionhydraulichitchequipmentandconstitutingofautomaticcontrolsystemwasprovided.Thesignalofsoilresistancesensorandtheimplementliftheightsensorandthecontrol-valvesensorweremeasuredandmanaged.ThesystemwasunderthecontroloftheSCM.Thetraditionalmechanicalsplitterisreplacedbyproportionalsolenoidvalveanditssupportingcircuit.Adisplacementsensor,aforcesensorandananglesensorisusedforgainingfeedbackcontrolsignal.Furthermore,Thevariousdeep-conditioningmethodofcultivationoftractorelectrohydraulichitcharecomparedandanalyzedinthispaper.Controlunitoftractorelectrohydraulichitchsystemisconsistedofhardwareandsoftwaresystems.Accordingtospecificrequirementsofthesystemfunctionmodules,80C196KCmicrocontrollerofIntelCorporationMSC-96seriesisselected.Forthesoftwaresystem,weusedtheassemblylanguagetofinishthecontrolsystemprogram.Itsmainprogramisusedtocontroltheoverallflowofthesystem.Keywords:Tractor；Hydraulichitchsystem；Changevalve；AutomaticcontrolI第一章緒論1.1引言現(xiàn)有的多數(shù)農(nóng)用拖拉機使用液壓懸掛系統(tǒng)，拖拉機液壓懸掛系統(tǒng)可分為3種形式：分置式液壓系統(tǒng)、半分置式液壓系統(tǒng)、整體式液壓系統(tǒng)。其農(nóng)具的提升和下降的控制部分是機械式的，由駕駛員通過操縱手柄和一套桿件機構以位移量的形式輸入信號，輸出量則是通過彈簧、凸輪和力、位調(diào)節(jié)杠桿機構轉(zhuǎn)換成的位移量，從而實現(xiàn)操縱主控制閥對農(nóng)具位置的調(diào)整。機械控制的液壓懸掛系統(tǒng)采用桿件和彈性元件，結構比較復雜，彈性元件的遲滯、機械摩擦和桿件的脹縮會影響調(diào)節(jié)性能。進入21世紀后，拖拉機向大功率、低油耗、輕排放、智能化、密封和舒適性方向發(fā)展，機械式的控制系統(tǒng)在結構布置和性能方面已不適應現(xiàn)代農(nóng)機發(fā)展的要求。將農(nóng)業(yè)機械裝備技術融合現(xiàn)代液壓技術、傳感器技術、電子技術和單片機控制技術，可極大地提高液壓懸掛系統(tǒng)操作的舒適性和簡捷性，準確、快速地使用和調(diào)節(jié)液壓懸掛系統(tǒng)，可提高生產(chǎn)率和作業(yè)質(zhì)量。因此，對傳統(tǒng)式液壓懸掛系統(tǒng)的技術改進勢在必行。1.2研究背景和意義1.2.1研究背景農(nóng)業(yè)機械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)技術基礎，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容和標志。世界發(fā)達國家己在上世紀50年代至70年代就實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，各國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展歷程表明，農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不可逾越的階段。農(nóng)業(yè)機械化作為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的載體，把工業(yè)、自然科學等引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，使現(xiàn)代工程技術與現(xiàn)代生物技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛應用，極大地改善了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，促進了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，大大提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率、資源利用率和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品商品化率，也使現(xiàn)代生產(chǎn)技術由于有現(xiàn)代裝備和工程技術手段的支持而得到實施和進一步發(fā)展。拖拉機是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化和現(xiàn)代化不可缺少的重要動力機械。我國的拖拉機工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)取得了很大的進展。目前大中型拖拉機的生產(chǎn)能力己超過10萬臺，小型拖拉機的生產(chǎn)能力己超過200萬臺，各類拖拉機的擁有量已超過1500萬臺，其中大中型拖拉機約為80萬臺，配套機具的社會擁有量己超過2000萬臺套(含掛車)。但隨著我國加入WTO，大量具有高新技術裝備并且性能優(yōu)良的拖拉機產(chǎn)品將會涌入中國市場，這對產(chǎn)品技術含量相對較低的國內(nèi)拖拉機工業(yè)來說，將會面臨巨大的挑戰(zhàn)。如何適應市場需要，進行產(chǎn)品結構調(diào)整，提高產(chǎn)品的科技含量，改善產(chǎn)品的技術性能，將是我國拖拉機工業(yè)所面臨和需要解決的重要課題1、2。1.2.2研究意義隨著新興科學技術的不斷創(chuàng)新，尤其是計算機技術、電子控制、人工智能、網(wǎng)絡通訊等高新技術的迅速發(fā)展，對拖拉機工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響和滲透。各國拖拉機I研究人員普遍認識到，采用機電液一體化控制技術是拓寬拖拉機功能、提高其技術性能以及解決其所面臨諸多技術難題的最佳選擇方案，并且已經(jīng)成為現(xiàn)代拖拉機及其配套機組的主要技術發(fā)展趨勢。目前在國外拖拉機上，機電液一體化控制技術己經(jīng)獲得了廣泛的應用，例如，麥塞福格森、雷諾、薩姆、約翰迪爾、菲亞特、鈕荷蘭、道伊茲等公司近幾年推向市場的大功率拖拉機基本都裝備了電液懸掛系統(tǒng)，使電液懸掛產(chǎn)品已經(jīng)進入主流市場；在電液負載換檔技術方面，不少拖拉機采用了電液控制的全負載換檔的變速箱，使得負載換檔操縱變得十分簡單；一些拖拉機上還采用了基于CAN總線的多路傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)，使得機電液一體化應用在拖拉機上達到很高的水平。由此可知拖拉機上采用了大量的機電一體化技術，這些技術主要用于改善和優(yōu)化拖拉機以下幾個方面的特性:提高拖拉機的使用經(jīng)濟性和生產(chǎn)效率；提高拖拉機的操縱性能和自動化程度，降低駕駛員的勞動強度；將該技術應用在人機工程學設計中，優(yōu)化人機界面，改善駕駛室操縱環(huán)境；提高機器的可靠性和安全性；降低拖拉機尾氣排放，減少環(huán)境污染；實現(xiàn)對拖拉機機組的性能監(jiān)測、參數(shù)優(yōu)化匹配和故障診斷等綜合性工作。機電一體化技術在農(nóng)用拖拉機上的應用必然向著自動化、智能化的方向發(fā)展。拖拉機智能化的實現(xiàn)，是以機電一體化技術在拖拉機上的應用為先導的，以微電子技術和微機技術為核心的機電一體化技術，將機械、液壓、電子、信息和控制等技術有機地結合起來，使拖拉機控制系統(tǒng)具備了一定的信息處理能力，為智能化技術在拖拉機上的應用和發(fā)展開辟了道路。智能化技術在拖拉機上的應用目標不僅要使拖拉機的各個子系統(tǒng)實現(xiàn)高精度、高實時性的自動控制，而且還應使拖拉機的控制系統(tǒng)具有一定程度的邏輯判斷能力，提高拖拉機對外界環(huán)境的適應能力，能夠在復雜多變的工作條件下自適應地選擇最佳的工作方式，最大限度地提高拖拉機各子系統(tǒng)的工作效能，實現(xiàn)發(fā)動機、傳動系統(tǒng)及懸掛系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的自動控制以及各子系統(tǒng)之間的優(yōu)化匹配，更好地滿足對拖拉機的各項使用要求。歸納起來對拖拉機的研究大致分為兩個方面:一方面，