[發明專利]雙電機電動拖拉機PTO控制系統

有效

• 申請號: 201810330013.3
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108515842B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 徐立友;王通;周志立;劉孟楠;趙學平;閆祥海;倪倩
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B60K25/00
• 分類號: B60K25/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 時亞娟

本發明涉及一種雙電機電動拖拉機PTO控制系統，主要包括輸入設備、非驅動車輪轉速傳感器、總控制器、D/A轉換電路和PTO電機控制器；該控制系統主要功能有兩個：一是用以實現雙電機電動拖拉機PTO轉速同步跟隨拖拉機行駛速度，為電動拖拉機的播種撒藥等作業提供了一種合理可靠的精確間距控制方法及控制系統；二是用以實現雙電機電動拖拉機PTO以可調范圍內的任意定轉速輸出匹配不同的農機具。

技術領域

本發明涉及拖拉機控制領域，具體涉及一種雙電機電動拖拉機PTO控制系統。

背景技術

傳統燃油拖拉機PTO由柴油發動機提供源動力，其輸出轉速是不能隨意調節的，只能固定在兩到三個額定轉速，匹配的農具需要配備合適的減速機構才能夠正常使用。而在電動拖拉機中，PTO輸出可以由單獨的電機完成，其轉速調控成為可能，如果像傳統拖拉機一樣布置，即行駛電機通過機械傳動裝置連接PTO，其電機功率需求大，整體系統機械結構較復雜，沒有發揮電驅動的優勢。因此，電動拖拉機適宜采用單獨的PTO電機，開發相應的控制系統也就十分有意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙電機電動拖拉機PTO控制系統，能夠實現PTO額定輸出和PTO跟隨拖拉機行駛速度進行隨動輸出的控制。

為解決上述技術問題，本發明所采用技術方案是：雙電機電動拖拉機PTO控制系統，包括：

輸入設備：用于向總控制器輸入控制信息，控制信息包括控制PTO電機的轉速根據拖拉機行駛速度進行協同隨動和控制PTO電機以預設額定轉速轉動；

非驅動車輪轉速傳感器：用于檢測非驅動車輪的轉速；

總控制器：接收輸入設備控制信息，判斷PTO電機工作模式；當接收到控制PTO電機的轉速根據拖拉機行駛速度進行協同隨動的控制信息時，總控制器通過CAN總線接收非驅動車輪轉速傳感器的實時轉速信號，經運算得到PTO電機隨動的期望轉速，然后輸出對應的控制信號；當接收到控制PTO電機以預設額定轉速轉動的控制信息時，總控制器輸出對應的控制信號；

D/A轉換電路：通過CAN總線接收總控制器輸出的控制信號，并轉化為PTO電機調速信號，通過PTO電機控制器控制PTO電機輸出相應的轉速。

輸入設備向總控制器輸入的控制信息還包括隨動模式下PTO電機轉速與拖拉機行駛速度的比例。

所述的輸入設備采用按鍵式輸入，采用動態掃描的矩陣式按鍵電路，通過預設掃描程序檢測按鍵狀態。

所述的PTO電機控制器采用PID控制器，PTO電機采用轉速、電流雙閉環控制，以電流環為內環。

所述的非驅動車輪轉速傳感器有兩個，分別安裝在拖拉機的兩個非驅動車輪上，并同時向總控制器發送信號，總控制器取兩者中最大的值作為有效值進行運算。

有益效果：本發明能夠實現PTO兩種模式的輸出，即額定轉速輸出和隨動輸出；采用非驅動車輪轉速作為拖拉機行駛速度，其誤差較小，通過PTO隨動輸出能夠滿足拖拉機播種時播種間距的精確控制；輸入設備通過矩陣式按鍵電路的設置，能夠減少鍵的數量；PTO電機控制器采用PID控制能夠增強系統的抗干擾能力。

附圖說明

圖1是本發明控制系統的控制流程圖；

圖2是CAN總線結構示意圖；

圖3是單片機（總控制器）系統框圖；

圖4是PTO電機的PID控制原理示意圖；

圖5是單片機主模塊的電路圖；

圖6是開關量輸入的電路圖；

圖7是CAN模塊的電路圖；

圖8是按鍵輸入的電路圖。