تدوین مدل دینامیکی تراکتور به‌همراه ادوات متصل به آن

نصرتی, مجتبی; زارع, داریوش; خرم شکوه, پیمان

doi:10.22059/ijbse.2015.56869

تدوین مدل دینامیکی تراکتور به‌همراه ادوات متصل به آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری مهندسی بیوسیستم، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

² دانشیار گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

10.22059/ijbse.2015.56869

چکیده

در این مقاله یک مدل دینامیکی سه‌چرخ برای کنترل یک تراکتور متصل به ادوات کشاورزی ارائه شده است. برای بررسی نحوۀ تأثیر نیروهای مقاوم کششی و نیروهای جانبی وارد بر تراکتور، با تعریف ضریب فنریت، رفتار ادوات شبیه به رفتار یک چرخ مدل‌سازی شد. با فرض یکسان‌بودن زاویۀ لغزش جانبی، زاویۀ فرمان، و نیروی کششی چرخ‌های سمت‌ راست و چپ تراکتور و انتقال کشتاور ناشی از نیروی کشش مقاوم ادوات به مرکز جرمی آن، مدل مرسوم شش‌چرخ به مدل سه‌چرخ ساده‌سازی شد. با شبیه‌سازی این مدل در متلب، نتایج به‌دست‌آمده تأثیر نیرو‌های جانبی و نیروی مقاوم کششی ادوات کشاورزی روی زاویۀ لغزش جانبی و نرخ زاویۀ دماغۀ تراکتور را نشان می‌دهد. قابلیت کنترل مدل دینامیکی نیز بررسی شد که نتایج به‌دست‌آمده در این مدل حالت‌های متفاوت در زمان‌های محدود را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20084803.1394.46.3.9.7

موضوعات

دینامیک

عنوان مقاله [English]

Development of a Dynamic Model for a Tractor equipping with an Implement

نویسندگان [English]

Mojtaba Nosrati ¹
Dariush Zare ²
Peyman Khorram Shekooh ¹

¹ PhD Student of Biosystems Eng, Biosystems Engineering Dept., College of Agriculture, Shiraz, Iran

² Associate Professor, Biosystems Engineering Dept., College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran

چکیده [English]

In this study, a three wheel dynamic model refer to a field tractor with an implement was developed to control the tractor in the field accurately. Main difference between a tractor and in-road vehicles is implements connected to the tractor. These implements exert lateral and draft force to the tractor. In order to investigate these kinds of forces, behavior of implements was simulated like a tire. The study was supposed that side slip angle, steering angle and traction of left wheels of tractor are as same as right wheels. In addition a torque was made by draft force moved to the center of gravity of implement. So six wheels traditional model was simplified to three wheels model. The model was simulated by MATLAB software. Results showed that the lateral force and the draft force of implements had effect on the yaw rate and the side slip angle. In addition, controllability of the model was surveyed and results showed that the model have capability of predicting different states of motion in a finite interval of time.

کلیدواژه‌ها [English]

Dynamic Model of Tractor
Side Slip Angle
Yaw Rate
Draft force
Lateral Force

مراجع

Derrick, J. B. (2008). Adaptive Control of a Farm Tractor with Varying Yaw Properties Accounting For Actuator Dynamic and Nonlinearities. MSC dissertation, Auburn Unoversity, Alabama.

Derrick, J. B., Bevly, D. M., & Rekow, A. K. (2008). Model Refrence Adaptive Steering Control of a Farm Tractor With Varying Hitch Forces. American Control Conference, Seattle, Washington, USA.

Godwin, R. J., & O’Dogherty, M. J. (2007). Integrated Soil Tillage Force Prediction Models. Terramechanics, 44, 3-14.

Mousazadeh, H. (2013). A technical review on navigation systems of agricultural autonomous off-road vehicles. Terramechanics, 50(3), 211-232.

Noh, K. M., & Ebrach, D. C. (1993). Self Tuning Controller For Farm Tractor Guidance. American Society of Agricultural Engineers, 36(6), 1583-1594.

Ogata, K. (2010). Modern Control Engineering (Fifth ed.). One LakeStreet, Upper Saddle River, New Jersey 07458: Prentice Hall.

Pearson, P., & Bevly, D. M. (2007). Modeling and Validation of Hitch Loading Effect on Tractor Yaw Dynamics. Terramechanics, 44, 439-450.

Takai, R., Yang, L., & Noguchi, N. (2014). Development of a crawler-type robot tractor using RTK-GPS and IMU. Engineering in Agriculture, Environment and Food, 7(4), 143-147.