【技术实现步骤摘要】
基于主动转向控制的轮式拖拉机主动防侧翻控制方法与系统
本专利技术涉及轮式拖拉机主动安全
，尤其涉及基于主动转向控制的轮式拖拉机主动防侧翻控制方法与系统。
技术介绍
轮式拖拉机作为农业生产中广泛使用的动力机械，极大地提高了农业生产效率，促进了世界各国农业机械化的发展进程。然而，由于拖拉机工作环境复杂，作业条件较差，不同农艺作业工况对其通过性要求较高导致其具有工作离地间隙高等特点，导致不同环境下的拖拉机致死事故时有发生。此外，统计结果显示，近年来在全球范围内发生的轮式拖拉机致死事故中，侧翻事故占比超过50％，侧翻是导致致死事故发生的罪魁祸首。虽然自上世纪50年代起，拖拉机侧翻问题已受到一定关注，但拖拉机侧翻问题始终未得到根本性解决，由此带来了巨大的人身伤害和经济损失。目前，拖拉机防侧翻方法分为被动安全保护法和主动安全保护法。其中，最常见的被动安全保护法的代表是被动安全装置—侧翻保护装置(ROPS，RolloverProtectiveStructure)。发生侧翻事故时，ROPS通过吸收侧翻过程中产生的动能，并为驾驶员提供安全的容身空间等方式降低了侧翻事故的致死率...
【技术保护点】
1.一种基于主动转向控制的轮式拖拉机主动防侧翻控制系统，其特征在于：所述系统包括倾角传感器(1)、角速度传感器(2)、中央控制单元(3)、步进电机(4)和横摆角传感器(5)；其中，倾角传感器(1)、角速度传感器(2)和中央控制单元(3)布置在拖拉机底盘后部下侧纵向轴线位置；横摆角传感器(5)布置在拖拉机底盘前部纵向轴线位置；步进电机(4)布置在拖拉机方向盘底部；倾角传感器(1)、角速度传感器(2)和横摆角传感器(5)共同采集拖拉机行进过程中的运动参数，包括拖拉机整机实时状态侧倾角、拖拉机整机侧倾角速度和整机横摆角；中央控制单元(3)分别和倾角传感器(1)、角速度传感器(2)...
【技术特征摘要】
1.一种基于主动转向控制的轮式拖拉机主动防侧翻控制系统，其特征在于：所述系统包括倾角传感器(1)、角速度传感器(2)、中央控制单元(3)、步进电机(4)和横摆角传感器(5)；其中，倾角传感器(1)、角速度传感器(2)和中央控制单元(3)布置在拖拉机底盘后部下侧纵向轴线位置；横摆角传感器(5)布置在拖拉机底盘前部纵向轴线位置；步进电机(4)布置在拖拉机方向盘底部；倾角传感器(1)、角速度传感器(2)和横摆角传感器(5)共同采集拖拉机行进过程中的运动参数，包括拖拉机整机实时状态侧倾角、拖拉机整机侧倾角速度和整机横摆角；中央控制单元(3)分别和倾角传感器(1)、角速度传感器(2)和横摆角传感器(5)相连，用于根据采集的拖拉机侧倾失稳状态信号，判断拖拉机侧翻趋势，计算该侧翻工况下所需主动转向的主动转向角大小，并根据计算结果控制步进电机(4)工作，带动方向管柱内轴旋转，配合拖拉机液压助力转向系统实现拖拉机的主动转向与回稳控制。2.如权利要求1所述的基于主动转向控制的轮式拖拉机主动防侧翻控制系统，其特征在于：步进电机(4)布置在拖拉机方向盘底部的方向管柱一侧，步进电机(4)的动力输出轴通过链传动连接步进电机动力输出轴与方向盘方向管柱内轴。3.一种利用权利要求1或2所述的基于主动转向控制的轮式拖拉机主动防侧翻控制系统的轮式拖拉机主动防侧翻控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：当拖拉机整机系统处于有侧翻趋势的状态时：步骤A1：布置在拖拉机底盘后部下侧纵向轴线位置的倾角传感器(1)、角速度传感器(2)以及布置在拖拉机底盘前部纵向轴线位置的横摆角传感器(5)分别采集到拖拉机行进过程中的拖拉机整机实时状态侧倾角、拖拉机整机侧倾角加速度和拖拉机整机横摆角，并将所述拖拉机整机实时状态侧倾角、拖拉机整机侧倾角加速度和拖拉机整机横摆角输入到中央控制单元(3)；步骤A2：中央控制单元(3)接收倾角传感器(1)、角速度传感器(2)以及横摆角传感器(5)的输入信号，即拖拉机整机实时状态侧倾角、拖拉机整机侧倾角加速度和拖拉机整机横摆角，并利用扩展卡尔曼滤波算法对所述传感器输入信号进行滤波降噪处理；步骤A3：中央控制单元(3)根据基于能量法的拖拉机侧翻评价指标iE计算评价拖拉机侧翻趋势；其中，当iE<1时，拖拉机整机系统处于稳定状态，进行步...
【专利技术属性】
技术研发人员：李臻，秦嘉浩，武仲斌，朱忠祥，王国业，杜岳峰，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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