犁耕作业大马力拖拉机驱动轮滑转率控制方法

张 硕，武仲斌，陈 军，李 臻，朱忠祥，宋正河，毛恩荣

·农业装备工程与机械化·

犁耕作业大马力拖拉机驱动轮滑转率控制方法

张 硕1，武仲斌2，陈 军1，李 臻2※，朱忠祥2，宋正河2，毛恩荣2

（1. 西北农林科技大学机械与电子工程学院，杨凌 712100；2. 中国农业大学工学院现代农业装备优化设计北京市重点实验室，北京 100083）

针对犁耕作业时大马力拖拉机驱动轮易产生过度滑转的问题，该研究以大马力拖拉机电液悬挂机组为研究对象，考虑“拖拉机-农具-土壤”系统的强非线性特征，在建立大马力拖拉机犁耕作业机组非线性系统动力学模型的基础上，提出基于滑模变结构控制的大马力拖拉机驱动轮滑转非线性控制方法；并以模糊PID控制为对比，采用Matlab/Simulink验证本文动力学模型的正确性和控制算法的有效性；以Lovol-TG1254型大马力拖拉机为载体，搭建犁耕作业大马力拖拉机驱动轮滑转控制平台，开展田间对比试验，并分析不同控制方法下的滑转控制效果，验证滑模变结构控制算法的控制精度和稳定性。试验结果表明：在2.17 m/s的犁耕作业工况下，与模糊PID控制算法相比，滑模变结构控制算法将拖拉机驱动轮滑转率有效控制在最优值0.2，平均绝对值偏差为0.008，减小了约27%，最大偏差为0.028，减小了约49%；耕深、液压缸位移和水平牵引力调节变化量分别减小了27%、36%、42%。该研究提出的基于滑模变结构的大马力拖拉机驱动轮滑转控制方法可实现犁耕作业驱动轮滑转最优目标控制。

农业机械；试验；拖拉机；犁耕作业；……