小型农业作业机质心测量技术及系统的研究

作     者：蒋建福 

作者单位：浙江工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张宪;蒋建东

授予年度：2009年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：小型农业作业机 质心测量 误差分析 联合仿真 

摘      要：南方丘陵山区农业资源丰富,但丘陵地区的特性制约了农业机械化发展。小型农业作业机具有体积小、重量轻、性能高的特点,是适用于山区丘陵作业的理想农用机械。作为山区丘陵地带的主力作业机具,小型农业作业机质心位置直接影响整机对作业环境的适应性。 小型农业作业机的质心位置是作业机的重要参数之一,其对作业机的动力性能、作业及对行驶稳定性、侧翻安全性、加速时的反应、以及挂钩牵引效率等都有着重要影响。在作业机的设计、试验、定型过程中均需准确、快速地对车体质心位置加以测量。针对小型农业作业机的特点,本文采用单支点驱动可倾斜平台法,综合运用虚拟测试技术、联合仿真技术、误差分析理论对作业机质心测量系统及其误差分析进行了研究。 本文的主要工作和成果如下: 首先,介绍了小型农业作业机质心的测量方法及原理,推导出质心计算公式,并利用多体动力学仿真软件ADAMS建立了简化的虚拟质心测量平台,通过仿真试验验证了质心测量方法及虚拟质心测量平台的正确性。 然后,基于误差分析理论建立了质心测量系统的随机误差模型。通过误差分析,研究测量平台结构参数、称重传感器测量误差等对测量结果误差的影响以及在测试过程中升降推杆的位移对质心高度测量误差的影响;并通过ADAMS与MATLAB的接口,使小型农业作业机质心测量平台的控制系统模型及误差模型与机械系统模型有机结合,建立联合仿真控制模型;通过联合仿真试验验证了理论分析和联合仿真模型的正确性。 最后,构建了实际质心测量系统,系统硬件包括测量平台、称重传感器、变送器、数据采集卡等,系统软件采用VC++编程来实现数据采集、处理、计算和显示。通过试验,验证了理论分析及联合仿真分析的正确性。