拖拉机动力换挡变速器电控系统设计研究

摘要

目前国产拖拉机广泛采用的手动变速器存在生产效率低、驾驶员劳动强度大、换挡过程动力中断等问题。动力换挡变速器能够弥补传统手动变速器的不足，可实现动力的连续性输出，提高了拖拉机的动力性和燃油经济性，降低了驾驶员的劳动强度。为适应我国拖拉机变速器发展的需要，开展动力换挡变速器电控系统的研究具有一定的理论意义和实用价值。
　　论文以东方红1804拖拉机为研究对象，在对其动力换挡变速器结构和工作原理进行介绍的基础上，将变速器控制系统分为硬件设计和软件设计两个部分。依据控制要求和动力换挡变速器的特点制定了变速器控制单元（ Transmission Control Unit，简称TCU）的开发方案，选取了硬件系统集成芯片的型号。在完成拖拉机动力换挡 TCU功能设计的基础上，对各个功能模块进行了硬件电路设计，包括输入信号采集模块、输出信号驱动模块、通信模块及最小系统等，并对硬件系统进行了抗干扰设计。基于μC/OS-Ⅱ的特点，在微处理器MC9S12XDP512上应用嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ，通过其内核的移植和多任务应用程序的设计，满足了动力换挡变速器的控制要求，提高了系统的实时性和可靠性。建立了发动机仿真模型、变速器仿真模型、和液压执行机构仿真模型等；借助 dSPACE和 Matlab软件，搭建了拖拉机动力换挡变速器控制器半实物仿真平台，使控制器在虚拟作业环境中工作，完成了仿真试验，结果表明：拖拉机动力换挡变速器电控系统能够实现预期功能。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 拖拉机动力换挡变速器研究现状

1.3 拖拉机动力换挡变速器电控系统关键技术

1.4 本文主要研究内容

第2章 拖拉机动力换挡变速器电控系统方案设计

2.1 拖拉机动力换挡变速器结构及工作原理

2.2 拖拉机动力换挡变速器电液比例控制系统

2.3 拖拉机动力换挡变速器电控系统总体方案设计

2.4 拖拉机动力换挡变速器电控系统开发方案

2.5 本章小结

第3章 拖拉机动力换挡变速器电控单元硬件电路设计

3.1 主控芯片选型

3.2 控制器最小系统设计

3.3 信号采集输入电路设计

3.4 输出信号驱动电路设计

3.5 通信电路设计

3.6 硬件系统抗干扰设计

3.7 本章小结

第4章 拖拉机动力换挡变速器电控系统软件设计

4.1 软件开发工具

4.2 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的应用

4.3 应用程序设计

4.4 软件可靠性设计

4.5 本章小结

第5章 拖拉机动力换挡变速器电控系统仿真分析

5.1 拖拉机动力换挡变速器半实物仿真简介

5.2 拖拉机动力换挡变速器半实物仿真模型建立

5.3 拖拉机动力换挡变速器半实物仿真软硬件实现

5.4 拖拉机动力换挡变速器半实物仿真测试

5.5 本章小结

第6章 结论

6.1 论文总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果