高速乘坐式插秧機多目標(biāo)控制、反饋式的hmt變速操作系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利是高速乘坐式插秧機多目標(biāo)控制、反饋式的HMT變速操作系統(tǒng)，涉及基于HMT變速裝置的乘坐式插秧機及乘坐式拖拉機等行進(jìn)式農(nóng)業(yè)機械的變速操作。
【背景技術(shù)】
[0002]過去，插秧機變速器多采用普通齒輪式變速器，隨著人們生活水平的提高和農(nóng)業(yè)機械化程度的提高，人們對插秧機操作的便利性、動力性、經(jīng)濟性及行駛速度的穩(wěn)定性有著較高的要求，本發(fā)明旨在提高基于HMT變速裝置(由HST靜液式無級變速器和齒輪傳動機構(gòu)的有級式變速器構(gòu)成)的乘坐式插秧機及乘坐式拖拉機等行進(jìn)式農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)田里行駛的穩(wěn)定性以及行進(jìn)式農(nóng)業(yè)機械的發(fā)動機在使用過程中的燃油經(jīng)濟性和動力性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本專利高速乘坐式插秧機多目標(biāo)控制、反饋式的HMT變速操作系統(tǒng)，其解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:由數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊和執(zhí)行機構(gòu)模塊構(gòu)成，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括主變速操作桿位置傳感器(2)、加速踏板轉(zhuǎn)角傳感器(4)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(8)、節(jié)氣門位置傳感器(11)和行駛速度傳感器(13)構(gòu)成，所述控制模塊包括輸入接口電路(5)、微控制器(6)和輸出接口電路(7)，所述執(zhí)行機構(gòu)模塊包括節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)和HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機構(gòu)(14)；
[0004]主變速操作桿位置傳感器(2)、加速踏板轉(zhuǎn)角傳感器(4)與輸入接口電路(5)連接，將目標(biāo)行駛速度信號傳遞給微控制器￠)，微控制器(6)通過輸出接口電路(7)，與節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)和HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機構(gòu)(16)連接以便調(diào)節(jié)發(fā)動機(9)轉(zhuǎn)速和HST靜液式無級變速器(14)的傳動比，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(8)和行駛速度傳感器(13)通過線路接入微控制器(6)的輸入接口電路(5)，將實時發(fā)動機(9)轉(zhuǎn)速和行駛速度信號傳遞給微控制器￠)以實現(xiàn)反饋式的閉環(huán)控制。
[0005]本專利的有益效果是:提供一種高速乘坐式插秧機多目標(biāo)控制、反饋式的HMT變速操作系統(tǒng)新型控制方法，使基于HMT變速裝置的插秧機行駛過程的行駛速度穩(wěn)定，同時能根據(jù)節(jié)氣門位置、加速踏板變化量和變化率控制發(fā)動機工作在最佳工況轉(zhuǎn)速下，并通過采集行駛速度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號反饋到控制器，實現(xiàn)高速乘坐式插秧機HMT變速操作系統(tǒng)的多目標(biāo)、反饋控制，以達(dá)到提高高速乘坐式插秧機良好的動力和經(jīng)濟性的目的。
【附圖說明】
[0006]圖1是本專利高速乘坐式插秧機多目標(biāo)控制、反饋式的HMT變速操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖中，1.主變速操作桿，2.主變速操作桿位置傳感器，3.加速踏板，4.加速踏板轉(zhuǎn)角傳感器，5.輸入接口電路，6.微控制器，7.輸出接口電路，8.發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器，9.發(fā)動機，10.節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)機構(gòu)，11.節(jié)氣門位置傳感器，12.節(jié)氣門，13.變量泵斜盤，14.HST靜液式無級變速器，15.行駛速度傳感器，16.HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機構(gòu)。
【具體實施方式】
[0008]本專利高速乘坐式插秧機多目標(biāo)控制、反饋式的HMT變速操作系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊和執(zhí)行機構(gòu)模塊，數(shù)據(jù)采集模塊包括主變速操作桿位置傳感器(2)、加速踏板轉(zhuǎn)角傳感器(4)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(8)、節(jié)氣門位置傳感器(11)、行駛速度傳感器
(13)構(gòu)成，所述控制模塊包括輸入接口電路(5)、微控制器(6)和輸出接口電路(7)，所述執(zhí)行機構(gòu)模塊包括節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)和HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機構(gòu)(14);
[0009]數(shù)據(jù)采集模塊中主變速桿位置傳感器(2)安裝在主變速操作桿(I)底端，加速踏板轉(zhuǎn)角傳感器(4)安裝在加速踏板(3)下，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(8)安裝在發(fā)動機(9)曲軸輸出端信號盤上，行駛速度傳感器(13)安裝在變速器輸出軸信號盤上，節(jié)氣門位置傳感器
(11)安裝在節(jié)氣門(12)體上并與節(jié)氣門(12)轉(zhuǎn)軸連接；數(shù)據(jù)采集模塊中主變速操作桿位置傳感器(2)、加速踏板轉(zhuǎn)角傳感器(4)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(8)、節(jié)氣門位置傳感器(11)、行駛速度傳感器(13)分別與控制模塊中的輸入接口電路(5)連接；執(zhí)行機構(gòu)模塊中節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)、HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機構(gòu)(14)分別與控制模塊中的輸出接口電路
(7)連接；微控制器(6)接收來自主變速操作桿(I)位置信號和加速踏板(3 )轉(zhuǎn)角信號，計算HST靜液式無級變速器(16)變量泵斜盤(13)的轉(zhuǎn)角和節(jié)氣門(12)的調(diào)節(jié)量，通過輸出接口電路(7)將信號輸出至執(zhí)行機構(gòu)模塊，驅(qū)動節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)、HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機構(gòu)(14)，實現(xiàn)對節(jié)氣門(12)開度的調(diào)節(jié)和HST靜液式無級變速器(16)變量泵斜盤(13)轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)以便調(diào)節(jié)目標(biāo)行駛速度，同時數(shù)據(jù)采集模塊中行駛速度傳感器(13)和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(8)將實時行駛速度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速通過輸入接口電路(5)反饋回微控制器￠)，使插秧機的行駛速度穩(wěn)定和發(fā)動機(9)處于最佳工作轉(zhuǎn)速實現(xiàn)多目標(biāo)、反饋式地控制。
[0010]系統(tǒng)檢測駕駛員對主變速操作桿(I)和加速踏板(3)的操作，根據(jù)主變速操作桿(I)和加速踏板(3)位置計算目標(biāo)行駛速度并與實際行駛速度比較，如果不相等則利用偏差值通過PID算法計算節(jié)氣門(12)調(diào)節(jié)量，并利用節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)對節(jié)氣門
(12)開度進(jìn)行調(diào)節(jié)；同時根據(jù)節(jié)氣門(12)開度在微控制器(6)儲存的發(fā)動機(9)轉(zhuǎn)速特性曲線中選擇發(fā)動機(9)最佳工作轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速并與實際轉(zhuǎn)速比較，如果不相等則利用偏差值通過PID算法計算HST靜液式無級變速器(16)變量泵斜盤(13)轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)量，并利用HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機構(gòu)(16)對HST靜液式無級變速器(14)變量泵斜盤(13)轉(zhuǎn)角進(jìn)行調(diào)節(jié)；完成一次調(diào)節(jié)之后數(shù)據(jù)采集模塊將插秧機實際行駛速度和發(fā)動機(9)實際轉(zhuǎn)速反饋回微控制器(6)，如有偏差則繼續(xù)調(diào)節(jié)直到實際行駛速度、發(fā)動機(9)實際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)行駛速度和發(fā)動機(9)目標(biāo)轉(zhuǎn)速相等，從而實現(xiàn)插秧機多目標(biāo)、反饋式控制。
【主權(quán)項】
1.高速乘坐式插秧機多目標(biāo)控制、反饋式的HMT變速操作系統(tǒng)，其特征在于:由數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊和執(zhí)行機構(gòu)模塊構(gòu)成，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括主變速操作桿位置傳感器(2)、加速踏板轉(zhuǎn)角傳感器(4)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(8)、節(jié)氣門位置傳感器(11)和行駛速度傳感器(13)構(gòu)成，所述控制模塊包括輸入接口電路(5)、微控制器(6)和輸出接口電路(7)，所述執(zhí)行機構(gòu)模塊包括節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)和HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機構(gòu)(16)； 主變速操作桿位置傳感器(2)、加速踏板轉(zhuǎn)角傳感器(4)與輸入接口電路(5)連接，將主變速操作桿位置、加速踏板轉(zhuǎn)角信號傳遞給微控制器￠)，微控制器(6)通過輸出接口電路(7)，與節(jié)氣門位置調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)和HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機構(gòu)(16)連接以便調(diào)節(jié)發(fā)動機(9)轉(zhuǎn)速和HST靜液式無級變速器(14)的傳動比，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(8)和行駛速度傳感器(13)通過線路接入微控制器￠)的輸入接口電路(5)，將實時發(fā)動機(9)轉(zhuǎn)速和行駛速度信號傳遞給微控制器￠)以實現(xiàn)反饋式的閉環(huán)控制。
【專利摘要】本專利公開了高速乘坐式插秧機多目標(biāo)控制、反饋式的HMT變速操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊和執(zhí)行機構(gòu)模塊，數(shù)據(jù)采集模塊采集主變速操作桿位置、加速踏板轉(zhuǎn)角、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置、插秧機行駛速度信號，控制模塊接收數(shù)據(jù)采集信號經(jīng)計算后控制執(zhí)行機構(gòu)模塊，調(diào)節(jié)發(fā)動機節(jié)氣門開度和HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角。系統(tǒng)檢測加速踏板和主變速桿位置并計算目標(biāo)行駛速度，檢測節(jié)氣門開度選擇發(fā)動機最佳工作轉(zhuǎn)速，通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度和HST變量泵斜盤轉(zhuǎn)角實現(xiàn)行駛速度的穩(wěn)定調(diào)節(jié)和發(fā)動機最佳工況匹配，同時將行駛速度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號反饋回微控制器實現(xiàn)多目標(biāo)、反饋式的控制。本專利能穩(wěn)定控制插秧機行駛速度，提高其動力和經(jīng)濟性。
【IPC分類】A01C11-02, F02D29-02
【公開號】CN204386751
【申請?zhí)枴緾N201420625443
【發(fā)明人】韋海燕, 谷加佩, 盤九保, 黃曉冬
【申請人】廣西大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年10月28日