[發明專利]一種拖拉機液壓提升力測量系統和測量方法

有效

• 申請號: 201810471149.6
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108519187B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 張友坤;盧延輝;郝春光
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01S17/08
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 姜美洋

1.一種拖拉機液壓提升力測量系統，其特征在于，包括：

加載油缸，其上端為活塞桿并與拖拉機上拉桿相連，下端與地面鉸接；

位移傳感器，其分別設置在所述加載油缸和活塞桿上，用于檢測活塞桿的伸縮長度；

拉力傳感器，其設置在所述活塞桿頂端，用于檢測油缸的加載力；

激光測距傳感器，其互相垂直設置在所述加載油缸外端支架上，用于檢測所述加載油缸在互相垂直的兩個方向上的擺動距離；

控制器，其與所述位移傳感器、拉力傳感器和激光測距傳感器連接，用于接收所述位移傳感器、拉力傳感器和激光測距傳感器的檢測數據并輸出垂直加載力和垂直提升距離。

2.一種拖拉機液壓提升力測量方法，其特征在于，對加載油缸施加加載力，并基于BP神經網絡對加載油缸垂直加載力的校正系數和活塞桿垂直提升距離的校正系數進行調節，包括如下步驟：

步驟1：按照采樣周期，通過傳感器采集油缸前后方向的擺角α，左右方向的擺角β，油缸的加載力F以及活塞桿的伸縮長度A；

步驟2：依次將上述參數進行規格化，確定三層BP神經網絡的輸入層向量x＝{x₁,x₂,x₃,x₄}；其中x₁為前后方向的擺角系數、x₂為左右方向的擺角系數、x₃為油缸的加載力系數、x₄為活塞桿的伸縮長度系數；

步驟3：所述輸入層向量映射到中間層，中間層向量y＝{y₁,y₂,…,y_m}；m為中間層節點個數；

步驟4：得到輸出層向量o＝{o₁,o₂}；o₁為油缸垂直加載力校正系數的調節系數、o₂為活塞桿垂直提升距離校正系數的調節系數；控制油缸垂直加載力的校正系數和活塞桿垂直提升距離的校正系數使

其中，分別為第i次采樣周期輸出層向量參數，ξ_s、η_s分別為油缸垂直加載力的校正系數和活塞桿垂直提升距離的校正系數的設定值，ξ_i+1、η_i+1分別為第i+1個采樣周期時油缸垂直加載力的校正系數和活塞桿垂直提升距離的校正系數。

3.如權利要求2所述的拖拉機液壓提升力測量方法，其特征在于，

拖拉機垂直提升力T為：

T＝ξ·F·cosα·cosβ；

拖拉機垂直提升距離H為：

H＝η·A·cosα·cosβ。

4.如權利要求2或3所述的拖拉機液壓提升力測量方法，其特征在于，

所述加載油缸前后方向的擺角α為：

所述加載油缸左右方向的擺角β為：

其中，L為初始狀態加載油缸與地面垂直時位移傳感器與地面的距離，|x-x₀|為加載油缸擺動后沿第一方向的偏移量，|y-y₀|為油缸擺動后沿第二方向的偏移量，所述第一方向和第二方向位于地面上且互相垂直。

5.如權利要求2所述的拖拉機液壓提升力測量方法，其特征在于，所述中間層節點個數m滿足：其中n為輸入層節點個數，p為輸出層節點個數。

6.如權利要求2所述的拖拉機液壓提升力測量方法，其特征在于，步驟2中，將加載油缸前后方向的擺角α，左右方向的擺角β，加載油缸的加載力F以及活塞桿的伸縮長度A進行規格化的公式為：

其中，x_j為輸入層向量中的參數，X_j分別為測量參數α、β、F、A，j＝1,2,3,4；X_jmax和X_jmin分別為相應測量參數中的最大值和最小值。