【摘 要】
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随着我国农业机械化发展脚步不断加快,装备液压机械无级变速(HydroMechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT)的拖拉机由于其经济性好、动力强、能传递较大功率同时实现无级变速等优点成为科研工作者研究的重点,但HMCVT的研究中存在试验成本高、周期长、试验受场地限制的问题有待解决。利用虚拟试验技术建立一个液压机械无级变速器的虚拟试验平台能够
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随着我国农业机械化发展脚步不断加快,装备液压机械无级变速(HydroMechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT)的拖拉机由于其经济性好、动力强、能传递较大功率同时实现无级变速等优点成为科研工作者研究的重点,但HMCVT的研究中存在试验成本高、周期长、试验受场地限制的问题有待解决。利用虚拟试验技术建立一个液压机械无级变速器的虚拟试验平台能够有效解决试验难的问题,数字化的虚拟试验平台使试验摆脱场地的限制、缩短了试验周期、节约试验成本。液压机械无级变速器虚拟试验平台的研究对液压机械无级变速器的发展具有重要意义。本文首先对某型号轮式拖拉机所装备HMCVT的传动特性进行分析,明确了相关研究中的侧重点。参考装备HMCVT的拖拉机结构和控制原理,结合试验中的需求,制定虚拟试验平台需要具备的功能,根据功能需求完成了平台的总体规划,依据规划完成了平台的方案设计。根据设计方案平台采用模块化和参数化的建模方法,将虚拟试验平台划分为动力源模块、液压机械无级变速器模块、主传动模块和拖拉机行走机构模块。动力源模块以发动机的试验数据为训练样本,采用BP神经网络的方法建立了发动机的数学模型,其它模块采用动力学原理进行数学建模。使用MATLB中的Simlink和Simscape模块在软件中建立各个模块的仿真模型。试验平台设计目标功能通过MATLB中GUI模块建立的人机交互界面实现。设置了防止人机交互界面和控制器输入信号冲突的逻辑判断模块,确立信号输入的优先等级,最终完成了液压机械无级变速器虚拟试验平台的设计。分析了液压机械无级变速器换段过程中离合器的工作状态的转化,提出了平稳换段的规则,建立了换段的逻辑控制模型,在虚拟试验平台上进行了两种结构的HMCVT的换段虚拟试验,两种结构的变速器试验结果一致,说明虚拟试验平台具有较强的通用性,能完成液压机械无级变速器机械性能和控制性能的前期相关试验验证。
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