[发明专利]一种用于犁耕机组最优滑转率识别装置及其控制方法

权利要求书

1.一种用于犁耕机组最优滑转率识别装置，其特征在于，包括控制单元ECU和检测单元；所述检测单元用于测量犁耕机组耕作速度v₂、驱动轮转速n、耕作深度h、上拉杆作用力F₁和下拉杆作用力F₂；

所述控制单元ECU包括牵引阻力预测模块、滑转率计算模块和最优滑转率识别模块；所述滑转率计算模块输入犁耕机组耕作速度v₂和测量驱动轮转速n，输出滑转率S；所述牵引阻力预测模块输入滑转率S、滚动阻力F_f、下拉杆作用力F₂和上拉杆作用力F₁，通过人工神经网络训练得到犁耕机组牵引阻力D_p，所述牵引阻力预测模块将犁耕机组牵引阻力D_p转换为牵引效率η_d；所述最优滑转率识别模块根据输入的滑转率S和牵引效率η_d，建立滑转率S和牵引效率η_d的模型，通过人工神经网络训练得到最优滑转率S₁；

所述犁耕机组牵引阻力D_p转换为牵引效率η_d按照下面公式计算：

其中：η_d为牵引效率；

D_p为犁耕机组牵引阻力；

S为滑转率；

F_f为滚动阻力，为常数；

η_c为机组传动系效率，为常数；

所述滑转率S和牵引效率η_d的模型为：

其中：η_d为牵引效率；

η_c为机组传动系效率，为常数；

S为滑转率；

C_n为土壤负荷系数，其C_n∈(1,2,3,……,100)。

2.根据权利要求1所述的用于犁耕机组最优滑转率识别装置，其特征在于，所述检测单元包括车速传感器(1)、驱动轮转速传感器(2)、转角传感器(3)、上拉杆传感器(4)和下拉杆传感器(5)；所述车速传感器(1)安装于拖拉机底盘，用于测量犁耕机组耕作速度v₂；所述驱动轮转速传感器(2)安装于驱动桥上，用于测量驱动轮转速n；所述转角传感器(3)固结于拖拉机上，用于计算耕作深度h；所述上拉杆传感器(4)安装于悬挂上拉杆轴销处，用于测量上拉杆作用力F₁；所述下拉杆传感器(5)安装于悬挂下拉杆轴销处，用于测量下拉杆作用力F₂。

3.一种根据权利要求1所述的用于犁耕机组最优滑转率识别装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

计算滑转率S：将犁耕机组耕作速度v₂和驱动轮转速n输入所述滑转率计算模块，输出滑转率S；

确定犁耕机组牵引阻力D_p：将滑转率S、滚动阻力F_f、下拉杆作用力F₂和上拉杆作用力F₁输入所述牵引阻力预测模块，通过人工神经网络训练得到犁耕机组牵引阻力D_p；

确定牵引效率η_d：所述牵引阻力预测模块将犁耕机组牵引阻力D_p转换为牵引效率η_d；

确定最优滑转率S₁：将滑转率S和牵引效率η_d输入所述最优滑转率识别模块，建立滑转率S和牵引效率η_d的模型，通过人工神经网络训练得到最优滑转率S₁。

4.根据权利要求3所述的用于犁耕机组最优滑转率识别的控制方法，其特征在于，所述计算滑转率S按照下面公式计算：

其中：v₁为驱动轮理论速度，r为驱动轮滚动半径，n为驱动轮转速；

v₂为犁耕机组耕作速度。