[發(fā)明專利]一種用于犁耕機組最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率識別裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810201415.3
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108717261B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 商高高;張瑜;劉存昊;韓江義;夏長高;高翔
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;A01B15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于犁耕機組最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率識別裝置，其特征在于，包括控制單元ECU和檢測單元；所述檢測單元用于測量犁耕機組耕作速度v₂、驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速n、耕作深度h、上拉桿作用力F₁和下拉桿作用力F₂；

所述控制單元ECU包括牽引阻力預測模塊、滑轉(zhuǎn)率計算模塊和最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率識別模塊；所述滑轉(zhuǎn)率計算模塊輸入犁耕機組耕作速度v₂和測量驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速n，輸出滑轉(zhuǎn)率S；所述牽引阻力預測模塊輸入滑轉(zhuǎn)率S、滾動阻力F_f、下拉桿作用力F₂和上拉桿作用力F₁，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練得到犁耕機組牽引阻力D_p，所述牽引阻力預測模塊將犁耕機組牽引阻力D_p轉(zhuǎn)換為牽引效率η_d；所述最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率識別模塊根據(jù)輸入的滑轉(zhuǎn)率S和牽引效率η_d，建立滑轉(zhuǎn)率S和牽引效率η_d的模型，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練得到最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率S₁；

所述犁耕機組牽引阻力D_p轉(zhuǎn)換為牽引效率η_d按照下面公式計算：

其中：η_d為牽引效率；

D_p為犁耕機組牽引阻力；

S為滑轉(zhuǎn)率；

F_f為滾動阻力，為常數(shù)；

η_c為機組傳動系效率，為常數(shù)；

所述滑轉(zhuǎn)率S和牽引效率η_d的模型為：

其中：η_d為牽引效率；

η_c為機組傳動系效率，為常數(shù)；

S為滑轉(zhuǎn)率；

C_n為土壤負荷系數(shù)，其C_n∈(1,2,3,……,100)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于犁耕機組最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率識別裝置，其特征在于，所述檢測單元包括車速傳感器(1)、驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速傳感器(2)、轉(zhuǎn)角傳感器(3)、上拉桿傳感器(4)和下拉桿傳感器(5)；所述車速傳感器(1)安裝于拖拉機底盤，用于測量犁耕機組耕作速度v₂；所述驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速傳感器(2)安裝于驅(qū)動橋上，用于測量驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速n；所述轉(zhuǎn)角傳感器(3)固結(jié)于拖拉機上，用于計算耕作深度h；所述上拉桿傳感器(4)安裝于懸掛上拉桿軸銷處，用于測量上拉桿作用力F₁；所述下拉桿傳感器(5)安裝于懸掛下拉桿軸銷處，用于測量下拉桿作用力F₂。

3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于犁耕機組最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率識別裝置的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

計算滑轉(zhuǎn)率S：將犁耕機組耕作速度v₂和驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速n輸入所述滑轉(zhuǎn)率計算模塊，輸出滑轉(zhuǎn)率S；

確定犁耕機組牽引阻力D_p：將滑轉(zhuǎn)率S、滾動阻力F_f、下拉桿作用力F₂和上拉桿作用力F₁輸入所述牽引阻力預測模塊，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練得到犁耕機組牽引阻力D_p；

確定牽引效率η_d：所述牽引阻力預測模塊將犁耕機組牽引阻力D_p轉(zhuǎn)換為牽引效率η_d；

確定最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率S₁：將滑轉(zhuǎn)率S和牽引效率η_d輸入所述最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率識別模塊，建立滑轉(zhuǎn)率S和牽引效率η_d的模型，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡訓練得到最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率S₁。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于犁耕機組最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率識別的控制方法，其特征在于，所述計算滑轉(zhuǎn)率S按照下面公式計算：

其中：v₁為驅(qū)動輪理論速度，r為驅(qū)動輪滾動半徑，n為驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速；

v₂為犁耕機組耕作速度。