为监控重型拖拉机运行状态,提高运行可靠性,设计开发基于嵌入式Linux的智能重型拖拉机远程监控系统.将监控系统作为一个控制器局域网络(controller area network,CAN)节点挂载到重型拖拉机整车控制器(vehicle control unit,VCU)的CAN总线网络上,通过Linux对监控系统的CAN模块、全球定位系统(global positioning system,GPS)模块和4G模块进行程序设计,实时接收重型拖拉机VCU的CAN报文并解析岀车速等重型拖拉机运行状态参数,获取重型拖拉机位置和速度信息,将所获得的数据发送到服务器.对设计的监控系统进行测试,结果表明:基于嵌入式Linux的智能重型拖拉机监控系统能够准确地获取重型拖拉机运行时的各项数据,上传到服务器并在客户端显示,远程监控系统满足设计要求.

针对我国现有乘坐式高速插秧机在插植作业时普遍存在的调平精度低、秧台抖动严重等问题,通过加入倾角传感器、小功率直流电机、调平控制器等部件进行插秧机插植部的自动化控制,满足插秧机插秧一致性的要求,设计了一种带有双阈值死区的PID控制策略,避免了插秧机在插秧作业时插植部抖动的问题.实车测试表明,水田插秧作业质量较现有插秧机作业质量有明显提升,符合设计要求.

梳理并列出了部分收割机常见线束问题现象,针对问题现象进行了原因分析,依据问题原因提出了设计改进措施.

针对玉米收获机械自动对行控制器在线更新用户程序的需求,基于统一诊断服务协议(Unified Diagnostic Service,UDS)设计了软件升级流程,并基于Python开发了对应的上位机软件.该上位机软件选用整机上已有的CAN总线作为通信网络,利用UDS协议规定的诊断服务实现了自动对行控制器的程序刷写.实际测试表明,该上位机软件能安全快速的在线更新自动对行控制器的用户程序.

本文对推土机转向液压系统进行改进,采用离合器中压力作为新转向控制阀控制信号,实现液控先导操纵代替原机械式操纵,从根本上消除了离合器还未切断动力制动器就开始制动的故障隐患,最后利用Simulation X对改进后的液控阀进行了仿真验证.

依据市场应用积累的经验对收获机产品电器零部件故障相对较高的蓄电池、启动机、发电机、电源开关和线束等主要零部件的供货状态及装调提出了技术要求和验收规范,并指明了典型电器质量问题和解决措施.

针对农机自动导航作业过程中存在的BDS信号失锁导致系统突然失控的问题,提出了一种适用于轮式农机的基于自校准变结构Kalman滤波器的农机导航BDS失锁续航方法.依据4自由度农机运动学模型,设计了BDS/INS信息融合Kalman滤波器;进行INS导航定位误差不确定度分析,并设计了基于自回归模型的航向校准方法、INS传感器角速率测量零偏实时校准方法,结合上述方法设计了自校准变结构滤波器,进行位姿信息处理,结合导航跟踪控制方法实现失锁续航功能.根据分米级精度要求,进行了机器人直线、矩形路径失锁续航试验和农机田间直线续航试验.机器人续航试验结果表明:行驶速度为1 m/s时,与运用未校准滤波器的续航系统相比,该方法实际平均横向偏差减小34％,横向偏差达到20 cm时机器人在路径上的平均行驶距离提高80％.农机田间续航试验结果表明:行驶速度为1 m/s时,在实际偏差小于20 cm的条件下,农机在路径上的行驶平均距离达到16.65 m.

以雷沃M904-D型轮式拖拉机为研究平台,采用WYH-3型无触点角度传感器,研究了轮式拖拉机转向轮角的标定和检测方法.介绍了拖拉机转向轮角度传感器的安装方法;采用带标度的转盘标定了角度传感器与拖拉机转向轮角之间的关系,标定结果表明,两者线性关系显著,相关系数超过0.99.对轮角测试中存在的误差进行分析,提出基于最小二乘原理的转向轮角零位偏差估计方法,以估计车轮相对零位偏差.路径跟踪试验结果表明,其横向跟踪偏差的绝对值极值为2.74 cm,偏差绝对值的平均值为0.49 cm,标准差为0.58 cm.提出的轮式拖拉机转向轮角测量模型在路径跟踪控制应用中表现出较好的效果,验证了转向轮角测试方案的可行性与准确性.

电动方向盘传动紧凑,对农业机械转向系统改动小,是农机自动导航技术的关键部件.该文介绍了基于电动方向盘的农机自动导航系统和电动方向盘结构特点,针对国内三款电动方向盘进行了扭矩-转速特性和正常工作电压性能测试,试验结果表明,三款电动方向盘电机的可控运行转速范围分别为0-200 r/min、0-109 r/min和0-100 r/min,输出功率大小为WA>WB>WC;电流大小为IA>IB>IC,其中A款电动方向盘带载能力最强.将A款和B款电动方向盘安装到拖拉机上进行了田间试验,结果表明A款和B款电动方向盘导航拖拉机跟踪直线路径的位置误差标准差分别为1.86 cm和1.60 cm,最大误差分别为-2.9 cm和2.9 cm.

农业机械自动驾驶系统是精准农业的重要支撑技术之一,集成了多种传感器与变量作业装置,助力精准农业生产降成本和增产增收,经济效益和社会效益显著.中国自2001年起对农机自动驾驶系统开展了研究,取得了一系列重大研究成果.国产农机自动驾驶系统自2010年进入市场,在降成本的同时保证了作业性能指标,摆脱了对国外进口产品的依赖.介绍了中国在农机导航定位与环境感知技术、路径跟踪控制技术、电控液压转向技术、高压共轨柴油发动机燃油电喷技术、动力换档技术、电液悬挂控制技术等方面取得的最新进展,这些研究成果为农机自动驾驶系统的研发提供了重要的技术支持.作者还提出,基于ISO11783的总线标准可实现农机自动驾驶系统的有效集成,建议进一步规范ISO11783农业机械自动驾驶系统的应用层通讯协议、线控接口和性能要求.