拖拉机电控液压悬挂系统虚拟样机仿真研究

摘要

随着新兴科学技术的不断创新,尤其是计算机技术、电子控制、人工智能、网络通讯等高新技术的迅速发展,对拖拉机工业的发展产生了很大的影响。而采用机-电-液一体化控制技术是拓宽施拉机功能、提高其技术性能以及解决其所面临诸多技术难题的最佳选择方案,并且已经成为现代拖拉机及其配套机组的主要技术发展趋势。应用虚拟样机技术来进行拖拉机的设计和开发,可以大大简化产品的设计开发过程,大幅度缩短产品开发周期,减少开发费用和成本。因此本文采用虚拟样机技术对拖拉机电控液压悬挂系统进行仿真研究。
　　 本文首先介绍了拖拉机液压悬挂系统的国内外发展现状及虚拟样机技术的应用。
　　 其次介绍了拖拉机液压悬挂系统,以及常见的液压提升系统。在此基础上,分析了新型的电控液压悬挂系统。同时,对拖拉机的各种耕深控制方法进行比较分析。
　　 然后,对拖拉机悬挂装置进行运动学分析和动力学分析。根据电控液压悬挂系统的工作原理,建立了电控液压悬挂系统的动态数学模型。
　　 此外,以某型号轮式拖拉机为目标机型为其配套一种悬挂装置；根据要求设计了本文所研究的三点悬挂装置；采用三维绘图软件Pro／E对悬挂装置进行自定义建模,导入SimulationX／MBS中,并添加相关约束,建立动力学仿真模型,校核悬挂机构的参数；利用SimulationX／Hydraulic模块建立液压系统的仿真模型,并分析影响液压系统动态性能的主要因素。另外,利用SimulationX／Signal Blocks模块建立液压控制系统仿真模型,完成虚拟样机模型,并进行协同仿真分析。
　　 分析仿真结果表明本文所建立的电控液压悬挂系统虚拟样机模型是正确的、可靠的。论文研究对今后拖拉机电控液压悬挂系统的分析和设计提供了一定的参考。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究的意义

1.2 拖拉机液压悬挂系统的发展现状

1.2.1 国外拖拉机液压悬挂系统的发展现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 虚拟样机技术

1.3.1 虚拟样机技术概述

1.3.2 虚拟样机技术的国内外研究现状

1.4 本文研究内容

1.5 本章小结

第二章 拖拉机电控液压悬挂系统

2.1 拖拉机液压悬挂系统

2.1.1 悬挂装置

2.1.2 液压系统

2.2 电控液压悬挂系统分析

2.2.1 整体系统结构分析

2.2.2 液压悬挂耕深电液控制原理

2.3 拖拉机液压系统调节方式及其比较

2.4 本章小结

第三章 电控液压悬挂系统数学模型的建立与分析

3.1 悬挂装置的运动分析和动力分析

3.1.1 悬挂装置的运动分析

3.1.2 悬挂装置动力学分析

3.2 电控液压悬挂系统数学模型的建立

3.2.1 比例电磁铁数学模型

3.2.2 比例方向阀控制液压缸数学模型

3.3 本章小结

第四章 悬挂装置仿真模型的建立与分析

4.1 软件简介

4.1.1 Pro/Engineer简介

4.1.2 ITI SimulationX简介

4.2 悬挂装置三维实体模型的建立

4.2.1 模型简化

4.2.2 建模原则

4.2.3 三维实体模型的创建

4.3 Pro/E与SimulationX软件环境的转换

4.4 悬挂装置仿真模型的建立

4.4.1 单个零件三维实体模型的导入

4.4.2 添加约束

4.4.3 模型装配

4.5 外部载荷的添加

4.6 悬挂装置仿真模型的仿真分析

4.7 本章小结

第五章 液压系统仿真模型的建立与分析

5.1 电控悬挂液压系统工作原理

5.2 液压系统仿真模型的建立

5.2.1 液压系统仿真模型的创建

5.2.2 仿真模型参数的设置

5.3 液压系统动态性能的主要参数分析

5.4 液压系统仿真分析

5.4.1 信号设置

5.4.2 仿真结果分析

5.5 本章小结

第六章 拖拉机电控液压悬挂系统仿真分析

6.1.液压控制系统仿真模型的建立

6.1.1 液压控制系统工作原理

6.1.2 液压控制系统仿真模型

6.2 虚拟样机系统仿真分析

6.2.1 控制系统性能分析

6.2.2 液压悬挂系统最大提升力分析

6.2.3 阻力控制的传感分析

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

致谢

附录 A 各连接副模型的参数

附录 B 各约束模型的参数

攻读硕士学位期间发表的学术论文