聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒液壓驅(qū)動(dòng)電液比例控制技術(shù)研究.pdf

1、本文針對(duì)國內(nèi)聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒鏈傳動(dòng)調(diào)速耗時(shí)多;帶傳動(dòng)易打滑、維護(hù)成本高;控制系統(tǒng)多針對(duì)一種機(jī)型，且不能根據(jù)實(shí)際的工作狀況，設(shè)定滾筒的轉(zhuǎn)速等問題，結(jié)合聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒轉(zhuǎn)速的電液比例控制系統(tǒng)。以PLC為核心控制器，以PID控制為核心算法，以液壓驅(qū)動(dòng)代替現(xiàn)有的鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)速的自適應(yīng)控制。試驗(yàn)表明:研究建立的控制系統(tǒng)響應(yīng)速度快、組織結(jié)構(gòu)簡潔、且具有較強(qiáng)通用性，適合于大中型聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒的驅(qū)動(dòng)和速

2、度控制。研究所做的主要工作和取得的主要成果有:
　　1.本文首先對(duì)聯(lián)合收割機(jī)脫粒滾筒轉(zhuǎn)速控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了簡要介紹，分析了滾筒轉(zhuǎn)速控制存在的問題，提出了研究思路;根據(jù)脫粒滾筒的技術(shù)要求和滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)脫粒性能的影響，確定了控制系統(tǒng)的總體方案，對(duì)系統(tǒng)各個(gè)組分進(jìn)行了選型介紹。
　　2.對(duì)已確定的控制系統(tǒng)，以其模型為研究對(duì)象，分別建立推導(dǎo)了比例方向閥控液壓缸、變量泵控馬達(dá)回路的數(shù)學(xué)模型;根據(jù)控制系統(tǒng)的原理圖，得到了系統(tǒng)傳遞函數(shù)的

3、模型方框圖，進(jìn)而推導(dǎo)出了控制系統(tǒng)的開環(huán)和閉環(huán)傳遞函數(shù);基于系統(tǒng)的控制函數(shù)，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性做了初步的判斷。設(shè)計(jì)了帶死區(qū)的PID控制器，并利用Simulink對(duì)建立好的系統(tǒng)PID控制器進(jìn)行建模仿真，仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)整。
　　3.基于控制器PLC，編寫了馬達(dá)轉(zhuǎn)速采集顯示程序、帶死區(qū)的PID控制器程序;設(shè)計(jì)了組態(tài)控制界面，通過以太網(wǎng)通訊的方式，建立了pc機(jī)和PLC的通訊;可根據(jù)實(shí)際收獲作物種類，設(shè)定最適滾筒轉(zhuǎn)速，或

4、根據(jù)實(shí)際工作情況要求，設(shè)定滾筒工作的轉(zhuǎn)速;實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)速的監(jiān)測(cè)顯示，實(shí)現(xiàn)了在手動(dòng)模式下，設(shè)定PID控制器的參數(shù);同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)的記錄和存儲(chǔ)。
　　4.基于泵-馬達(dá)閉式試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)進(jìn)行如下試驗(yàn):(1)將轉(zhuǎn)速由800r/min提高到900r/min（800r/min到860r/min）;(2)在加載泵回路中將壓力設(shè)置為30MPa，給馬達(dá)添加載荷;(3)將加載回路的壓力由30MPa提升至35MPa;(4)將加載回路壓

5、力由35MPa降至25MPa。記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線圖等試驗(yàn)并記錄保存了試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)經(jīng)過約5s跟蹤到輸入信號(hào);加載后的調(diào)節(jié)時(shí)間約4.7s，超調(diào)量3.12％;負(fù)載增加（加載泵回路壓力提高5MPa），調(diào)整時(shí)間為4.3s，超調(diào)量3％;負(fù)載減小（加載泵回路壓力減小10MPa），調(diào)節(jié)時(shí)間約為5s，超調(diào)量3.37％。
　　仿真試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)的結(jié)果表明:研究所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，無論是在空載還是加載