农业机械学报

作者：李贤哲，张明柱，刘孟楠，徐立友，闫祥海，雷生辉

单位：河南科技大学；智能农业动力装备全国重点实验室,河南科技大学；黄河科技学院,中国一拖集团技术中心,河南科技大学；智能农业动力装备全国重点实验室,河南科技大学；智能农业动力装备全国重点实验室,河南科技大学；智能农业动力装备全国重点实验室,

关键词：电动拖拉机;分布式驱动系统;多岛遗传算法;优化设计;联合仿真

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD2001203）、河南省重点研发推广项目（222102240088）和国家农业重大专项（NK202216010401）

针对分布式驱动电动拖拉机（Distributed drive electric tractor，DDET）牵引效率低、系统能量损耗大的问题，提出了一种基于多岛遗传算法（Multi-island genetic algorithm，MIGA）的分布式驱动系统参数优化设计与验证方法。根据犁耕作业工况，建立了拖拉机分布式驱动系统7自由度耦合动力学模型以及轮胎-土壤交互模型，完成了驱动系统关键部件参数设计和匹配选型。提出基于MIGA的前后轮边传动比参数优化策略，将轮边传动比作为决策变量，驱动系统能量损失最小为优化目标，驱动电机功率和转速为约束条件。搭建Matlab/Simulink-NI PXI联合仿真平台验证了参数优化策略的正确性和实时可执行性。结果表明，基于MIGA参数优化后的分布式驱动系统各方面性能得到了有效提升。犁耕循环工况下，拖拉机平均牵引力为10.610N，最大牵引功率为31.25kW；平均效率提升了0.38%，驱动电机能耗降低了7.53%。本研究可为分布式驱动电动拖拉机优化设计和系统控制提供理论基础和验证方法。

来源：2024年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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