開溝深度定壓電液仿形控制系統(tǒng)設(shè)計與試驗
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械 設(shè)計 試驗 開溝深度 仿形
摘要：為克服機械被動仿形中彈簧形變量變化導(dǎo)致開溝深度不一致的問題,該文采用主動仿形方法設(shè)計開溝深度定壓電液仿形控制系統(tǒng),該系統(tǒng)基于PLC控制單元,以壓力傳感器檢測的開溝器入土壓力與設(shè)定值的偏差作為控制信號,控制電液比例減壓閥輸出壓力,保證開溝器入土壓力恒定,主要由機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成?；诶硐胪寥罈l件下一定開溝深度對應(yīng)的仿形壓力輸出要求,確定了系統(tǒng)液壓回路結(jié)構(gòu)、液壓元件型號與參數(shù)以及控制元件類型與參數(shù)、硬件連接方式等,并開發(fā)了相應(yīng)的軟件程序。分別建立電液比例減壓閥、液壓缸、平行四桿機構(gòu)等系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù),得到系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù),利用MATLAB對系統(tǒng)進行穩(wěn)定性判別與單位階躍響應(yīng)分析。仿真結(jié)果表明,控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定,超調(diào)量為5.02%,響應(yīng)時間為0.25 s,穩(wěn)態(tài)誤差為0.79%。搭建液壓試驗臺,采用液壓缸模擬地表起伏狀況進行仿形系統(tǒng)試驗,結(jié)果表明,在20~200 N的開溝力、10~80 mm的開溝深度時,系統(tǒng)的平均響應(yīng)時間為0.27~0.36 s,最大響應(yīng)時間為0.4 s;平均穩(wěn)態(tài)誤差為1.4~1.8 N,最大穩(wěn)態(tài)誤差為2.7 N,標準偏差為0.78%~6.94%。試驗值與仿真結(jié)果相比,平均響應(yīng)時間高出4%~44%,最小標準偏差與穩(wěn)態(tài)誤差相差0.01%,驗證了系統(tǒng)模型的可靠性與準確性。本文設(shè)計的控制系統(tǒng)降低了基于壓力傳感器的電液仿形控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間與穩(wěn)態(tài)誤差,可為電液仿形控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定與理論分析提供借鑒。
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