汽车拖拉机底盘构造与理论课件：电动拖拉机及无人驾驶拖拉机技术.pptx

电动拖拉机及无人驾驶拖拉机技术

;第一节电动拖拉机;2、中期阶段

从20世纪70年代起至21世纪初，电动拖拉机经历了中期发展阶段，该阶段的主要特点是：

①随着蓄电池技术的发展，电动拖拉机的供能方式由电轨形式转化为车载电池，增加了电动拖拉机的作业范围和实用性；

②受限于铅酸电池能量密度和当时电子控制技术水平，中期阶段的电动拖拉机功率较小，连续作业能力较弱，不具备农田重负荷作业能力，主要从事割草、园艺等家庭轻型作业。;3、现阶段

21世纪初至今，受能源形势影响，新能源技术快速发展，电动拖拉机发展呈现四条技术路线，分别是：

①继续发展小型化的专用机型，使用先进的集成电力电子技术，通过提高电动拖拉机的轻便性和转向灵敏性提高产品的性能；

②利用增程式电驱技术，通过燃油发电机组或燃料电池等辅助能源增加电动拖拉机的额定功率和续航里程，提高电动拖拉机对大功率农田作业的适应性；并逐步降低混合度，向较大功率纯电动拖拉机发展；

③利用新能源方面的前沿技术，由小型化的专用产品向一般用途电动拖拉机发展，逐步增加整机的额定功率与续航时间；

④利用智能算法、环境感知、导航定位和路径规划等技术，电动拖拉机逐渐向智能化、无人化方向发展。;二、电动拖拉机的分类;1、增程式电动拖拉机

增程式电动拖拉机能源系统由增程器和蓄电池组构成，增程器通常具有的形式为柴油发电增程器、燃料电池增程器等。;三、电动拖拉机的控制技术;四、电动拖拉机的仿真与测试技术;MATLAB/Simulink是进行物理系统仿真的通用平台，需要根据仿真对象的数学模型搭建模块化的仿真模型，适用范围较广，缺点为搭建整机仿真建模过程繁琐，工作量大，适合对部件或控制策略进行仿真。

ADVISOR是在Simulink环境下开发的半开源型整机仿真软件，包含的传动系统模块、发动机模块、热效应模块、通信模块等子模块之间通过Workpace实现数据动态交互。优点为简化了整机仿真建模过程，保留了对仿真对象数学模型的修改功能。缺点为该软件2004年后更新缓慢，新型仿真技术和功能不足，难以对各子模块之间的通讯关系???接定义，无法用于控制器硬件在环测试。;AVLCRUISE是目前车辆研发领域常用的整机仿真软件，具有多种仿真功能和数据流模式，开发过程较简单，软件更新速率较快，仿真精度较高，缺点是无法对各部件模块的内置数学模型修改。

Cairsim主要用于车辆转向稳定性、制动性和平顺性等动态特性仿真的软件，应用较为广泛，与其他常用性能仿真软件具有数据接口，可以进行联合仿真。;2、电动拖拉机测试技术;台架试验技术对电动拖拉机的部件匹配、总成测试、系统标定和整机性能分析等具有重要作用。利用部件或总成台架试验结果与整机之间的机电关系，可于产品开发中前期准确预测整机性能，有效提高了设计开发过程的品质与效率。

底盘试验和牵引试验是整机级的试验方法，用于测试拖拉机的牵引性能，加载位置分别为驱动轮和牵引铰接点，受电动化影响较小，采用传统拖拉机的底盘测功机和负荷车可实现电动拖拉机的底盘试验和牵引试验。;五、其他新能源拖拉机;2、氢-柴油双燃料拖拉机;3、甲烷拖拉机;4、混合动力拖拉机;第二节无人驾驶拖拉机;二、无人驾驶的分类;三、无人驾驶拖拉机工作原理;四、无人驾驶拖拉机智能系统;五、无人驾驶拖拉机的关键技术;3、路径规划

如何实现高效的路径规划，使得有效的降低耕地的次数，节省能耗，避免漏掉耕地的问题。目前较为可行的方案是：将目标耕地的边界参数作为输入参数，根据耕地农具的幅宽（耕作一下能覆盖到土地的宽度），将耕地的宽度平均划分（不足幅宽的按照幅宽算），在从头到尾作业一次发送调头信号时，通过程序控制无人机向相邻附近移动一个幅宽的距离后掉头。此时可以避免重复耕作和漏耕。;5、路障避免

关于无人驾驶拖拉机的避障问题，利用基于GIS的自动导航越界、陷车预警技术，对于一些固定的、静态的障碍物可以通过路径离线规划在一定程度上进行解决。另外，还有许多不可预见的、移动的障碍物，以及一些特别的静态障碍物，都需要设计障碍物检测和识别系统，进行避障控制。可以在无人机上安装雷达、测距激光和视频摄像头等传感器。确保作业过程中长时间无故障运行。如果在遇到路障上下坡时，可以通过对发动机功率参数的控制调节发动机的功率，针对路障上下坡的难易程度，进行增大或减小功率，如需要时可自动操纵无人拖拉机制动器降低速度，换到无人拖拉机的低速挡，以保证耕作的运行。如果遇到障碍物时，自动操纵无人拖拉机制动器降低速度，进行有效安全避让，并在安全避让后自动回位到此行继续作业。;六、无人驾驶拖拉机的发展及应用