摘要
多源动力驱动农业机械可变底盘是一种新型电动化农业机械作业平台，具有效率高、
污染小、通用性强等优点，开展设施农业多源动力履带可变底盘研究，对提升我国设施
农业机械化率具有十分重要的意义。本文通过设施农业农业机械作业需求展开分析，从
可变底盘结构设计、动力元件特性分析及选型、多源动力系统设计、制定能量管理策略
和仿真分析方面对设施农业电动机械底盘设计展开研究，主要研究如下：
1、基于设施农业实际作业需求，针对现有农业机械作业效果单一的问题，提出设计
一种成本低稳定性高的履带式可变底盘方案，确定轨距有级可调和离地间隙有级可调的
结构方案和调节范围，对车架进行有限元分析与校核，实现了农业机械作业多样化。
2、针对设施农业机械需求高能量比的动力系统问题，分析了目前常用动力元件特
性，确定选择电网电源作为主要电源、小容量动力电池和小型增程器作为辅助电源，搭
建多源动力系统，使动力系统空间和质量占比小，输出功率大，实现了设施农业机械小
型化和轻量化，并根据选型电机工作电压和功率，完成电网电源-开关电源匹配电缆、动
力电池容量和增程器大小的选型。
3、针对设施农业机械充电时间长、续航能力差等问题，基于设施农业机械作业工况
及作业范围，分析不同作业环境下多源动力系统作业形式，得到三种动力元件单独驱动
形式和七种混合驱动形式，提出了基于规则控制的能量管理策略和模糊控制的能量管理
策略方案，并在MATLAB/Simulink中搭建系统控制模型，实现了多源动力系统的能量
管理。
4、在多源动力系统能量管理的基础上，搭建了系统仿真模型，完成有/无电网电源
参与的模型仿真分析。在满载满速运输作业仿真中，多源动力系统质量相较于纯动力电
池供电系统降低了72.57%，体积降低了65.71%；在2.88km/h的旋耕作业仿真中，多源
动力系统质量相较于纯动力电池供电系统质量降低了64.58%，体积降低了55.73%；在
3.6km/h下其多源动力系统质量相较于纯动力电池供电系统质量降低了85.2%，体积降
低了81.5%。
关键词：设施农业；多源动力；电网电源；动力电池；增程器；
Abstract
Thevariablechassisofagriculturalmachinerydrivenbymulti-sourcepowerisanewtype
ofelectricagriculturalmachineryoperationplatform,whichhastheadvantagesofhigh
efficiency,lowpollutionandstrongversatility.Itisofgreatsignificancetocarryoutthe
researchonthevariablechassisofmulti-sourcepowertrackinfacilityagriculturetoimprove
themechanizationrateoffacilityagricultureinChina.Thispaperanalyzestheoperation
requirementsoffacilityagricultureagriculturalmachinery,andstudiesthedesignoffacility
agricultureelectricmachinerychassisfromtheaspectsofvariablechassisstructuredesign,
powercomponentcharacteristicanalysisandselection,multi-sourcepowersystemdesign,
energymanagementstrategyformulationandsimulationanalysis.Themainresearchisas
follows:
1.Basedontheact