矩形压捆机的多模式控制系统以及相关的方法技术方案

本发明专利技术提供矩形压捆机(10)，其具有捆形成室(16)，在捆形成室(16)中往复运动以便压缩生物质以形成草捆的活塞(62)。捆形成室(16)的内部的一部分的尺寸在至少一个传动器(18)的影响下可调节，对至少一个传动器(18)的通电是可控制的。用于控制至少一个传动器(18)的通电的控制器(58)适用于至少根据压捆机(10)的目标压力模式，生成第一控制信号(PWM1)，根据压捆机(10)的目标力模式，生成第二控制信号(PWM2)，以及根据压捆机(10)的目标重量模式，生成第三控制信号(PWM3)。控制器(58)还适用于至少从第一控制信号以及与其相关联的权重因数，第二控制信号以及与其相关联的权重因数，第三控制信号以及与其相关联的权重因数，确定最终控制信号(PWMfinal)，最终控制信号用于控制矩形压捆机的至少一个传动器的通电。通过进行用于生成最终控制信号的第一、第二以及第三控制信号的组合，并对控制信号赋予权重，可以混合控制策略，由此，提供处理控制系统的现代的选择有缺点的情况的很多替代方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及用于创建农作物材料的矩形草捆的压捆机。更具体而言，本专利技术涉及用于产生密度控制的草捆(例如，基本上恒定密度的草捆)的多模式控制系统，并涉及相关的密度控制方法。
技术介绍
农用压捆机是农业中所使用的牵引机器(PTM—牵引型机器)，用于创建(通常)稻草或其他生物质(诸如在收割或刈草操作过程中所产生的干草、青饲料或类似的作物材料)的草捆。现有技术提出了压捆机的各种设计。几乎所有压捆机的共同的特征是，它们被拖在诸如拖拉机之类的农用车辆后面。压捆机包括进料口，通过该进料口，生物质被吸入压捆机的内部，经压缩或以其他方式处理以形成草捆。利用麻线捆扎完整的草捆，以使它们坚硬并自承重，并通过通常在压捆机后部的卸料斜槽被弹出，以便在沿着收割的田地向前移动时掉在或被放在拖拉机/压捆机组合后面的地面上。在1970和1980年代，开发了所谓的“圆形”压捆机。这些产生大量的圆柱形草捆。虽然许多圆形压捆机每年仍在销售，并且更多仍在使用中，但是，在许多领域，它们的受欢迎度被“矩形”或“正方形”压捆机夺取。这样的压捆机产生相对于“圆形”草捆具有若干个优点的立方形的草捆。对矩形草捆的处理 更方便也更安全。另外，由于矩形草捆的立方形的形状，传输以及堆放以便以稳定结构在田地或在农场临时或长期储存它们相对容易。矩形草捆可以以高密度产生。当使用时，矩形草捆还轻松地分发，因为它们是由若干个切片构成的。矩形压捆机相对于圆形压捆机的一个显著的优点是，在某些情况下，当正在形成草捆时，可以调整矩形草捆的特征。这是重要的，因为稻草或其他压捆的生物质是有价值的经济作物。经常根据通过压捆机的操作产生的每一个草捆的重量来评估压捆的生物质的价值。控制压捆的生物质的密度非常重要，以便确保草捆重量在压捆机从田地的一部分向另一部分通过过程中基本上是恒定的。然而，从一处到另一处吸入压捆机的压捆的生物质的特征(特别是水分)的变化可能意味着，在压捆操作过程中有频繁的或者甚至恒定的调整草捆密度的需要，以便符合草捆重量的目标。在矩形压捆机中，有可能调整草捆密度，因为压捆机包括基本上立方形的捆形成室。已知构建带有一个或多个可移动的侧壁的捆形成室。可以调整侧壁的位置，以便改变捆形成室的体积，由此在草捆形成过程中将草捆挤压到不同程度。如果如在压捆机中常见的吸入的生物质的每一次填充基本上是恒定体积的，以这种方式的捆形成室体积的缩小导致产生较高密度的草捆，反之亦然。这又提供了控制形成的草捆的密度的能力。更详细地，输入到捆形成室的每一次装料，在输入的点，是未经压缩的或压缩到相对低的程度。通过在附接的臂的作用下往复运动继而又由固定到旋转部件的钟形曲柄驱动的活塞的纵向冲程，装料沿着捆形成室移动。因此，活塞的每一个冲程都针对已经在捆形成室中的生物质压缩生物质的量。因此，如果由于在活塞运动过程中活塞到达的最远的点的“下游”位置处压捆室的侧壁的位置的调整而使生物质被卷入其中的体积缩小，形成的草捆的密度提高。然而，矩形草捆的尺寸基本上是固定的，首先由于捆形成室的横截面尺寸，其次因为压捆机将生物质形成为相同的草捆长度，生物质以基本上相同的单个草捆通过排放口弹出。在US4，037，528中示出了可调节的捆形成室侧壁的示例。此公开描述了在类似于凸轮的臂的影响下可移动的侧壁，类似于凸轮的臂由附接的液压冲头引起旋转。该布局定义了一对四连杆机构，每一个都包括一个侧壁。因此，相关联的冲头的操作导致侧壁相对于捆形成室的内部向内或向外移动，在其长度的一部分内导致捆形成室体积的均匀的改变。在EP0655190中公开了适用于包括在矩形压捆机中的草捆密度调整的更现代的形式。如果压捆机可以在反馈控制模式下操作以便评估取得的实际草捆密度是否匹配目标密度值，则调整草捆的密度的能力可能是最用的。US2，796，825公开了矩形压捆机的液压控制系统，其中，压捆机可以在目标重量控制模式下操作。在US2，796，825的矩形压捆机中，卸料斜槽中的秤台的输出值是作为液压脉冲生成的，该脉冲被用作向活塞的调整侧壁在捆形成室中的位置的输入命令。因此，在US2, 796，285的压捆机中，使用草捆重量测量来调整草捆密度。然而US2，796，825中所公开的布局的严重的缺点是，其中所公开的秤台只当完整的草捆在其上静止时才生成信号。由于在甚至平常大小的矩形压捆机中形成草捆至少需要花费30秒，常常要最多达120秒，因此，US2，796，825中所公开的系统的响应频率并不比0.033Hz好，通常比这要慢得多。然而，跨收割的田地牵引压捆机的拖拉机，当在干草列上上行驶时可以实现大约15km/h的速度。因此，在要求形成单个草捆时，拖拉机/压捆机组合将行驶至少200米。另一方面，例如，倒在田地里的被割的稻草的特征在一米或较短的距离内差异很大。使用US2, 796，825的设备生成的草捆重量信号，比方说每隔50秒更新一次，相对来说不大可能能够考虑这样的变化。在共同待审的申请BE2010/0081中公开了控制由矩形压捆机创建的草捆的密度的另一种方式。压捆机具有捆形成室，在耦接到液压电路的至少一个传动器的影响下，捆形成室的尺寸的一部分是可调节的。压捆机还包括允许在反馈密度控制模式下操作压捆机的控制器。所描述的压捆机的控制模式包括三个嵌套的控制回路，其中，中间控制回路的回路频率闻于最外面的控制回路的回路频率，低于最里面的控制回路的回路频率。最里面的控制回路是将目标压力值与压捆机的液压电路中的测量的压力的值进行比较的目标压力回路。中间回路是将目标力值与由压捆机活塞施加的力的测量的值进行比较的目标力回路。最外面的回路是将单个草捆的目标重量值与完成的草捆的测量的重量进行比较的目标重量回路。所描述的控制系统是提高所产生的草捆的重量的精度并在草捆形成过程中自动地考虑生物质参数变化的高频控制系统。 控制由矩形压捆机创建的草捆的密度几个其他方式是本领域已知的。压捆机常常在多种控制模式下操作，例如，在目标重量控制模式和目标压力控制模式。然而，在已知的现有技术方法中，操作员只能够选择其中一种控制模式，而取决于情况，它们中没有一个单独来看是理想的。
技术实现思路
本专利技术的各实施例的目的是提供好的控制系统，其中，可以混合压捆机的各种控制模式，由此，提供根据具体情况适应密度控制逻辑的几乎无限的可能性。上面的目的是通过根据本专利技术的方法以及设备来完成的。在附带的独立和从属权利要求中陈述了本专利技术的特定和首选方面。来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征相结合，并相应地与其他从属权利要求的特征相结合，而不只是显式地在权利要求中陈述的。在第一方面，本专利技术提供了一种矩形压捆机，包括连接到捆形成室的生物质馈送管道，在捆形成室中往复运动以便压缩通过生物质馈送管道馈送给捆形成室的生物质以形成草捆的活塞，以及草捆排放口，捆形成室的内部的一部分的尺寸在至少一个传动器的影响下可调节，所述至少一个传动器的通电是可控制的，以及用于控制至少一个传动器的通电的控制器。控制器适用于至少从根据压捆机的目标压力模式生成第一控制信号、根据压捆机的目标力模式生成第二控制信号，以及根据压捆机的目标重量模式生成第三控制信号，生成最终控制信号。目标压力模式适用于使用压力传感器的测量的压力值来生成所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矩形压捆机(10)，包括连接到捆形成室(16)的生物质馈送管道(15)，在所述捆形成室(16)往复运动以便压缩通过所述生物质馈送管道(15)馈送到所述捆形成室(16)中的生物质以形成草捆的活塞(62)，以及草捆排放口(20)，所述捆形成室(16)的内部的一部分的尺寸在至少一个传动器(18)的影响下可调节，对所述至少一个传动器(18)的通电是可控制的，以及用于控制所述至少一个传动器(18)的通电的控制器(58)，所述控制器(58)适用于至少根据所述压捆机(10)的目标压力模式，生成第一控制信号(PWM1)，根据所述压捆机(10)的目标力模式，生成第二控制信号(PWM2)，以及根据所述压捆机(10)的目标重量模式，生成第三控制信号(PWM3)，所述目标压力模式使用压力传感器(PS)的测量的压力值(MP)来生成所述第一控制信号(PWM1)，所述目标力模式使用力传感器(FS)的测量的力值(MF)来生成所述第二控制信号(PWM2)，所述目标重量模式使用重量传感器(WS)的测量的重量值(MW)来生成所述第三控制信号(PWM3)，其特征在于，所述控制器(58)适用于至少从所述第一控制信号(PWM1)以及与其相关联的权重因数(X)，所述第二控制信号(PWM2)以及与其相关联的权重因数(Y)，所述第三控制信号(PWM3)以及与其相关联的权重因数(Z)，确定最终控制信号(PWMfinal)，所述最终控制信号(PWMfinal)用于控制所述矩形压捆机(10)的所述至少一个传动器(18)的通电。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种矩形压捆机(10)，包括连接到捆形成室(16)的生物质馈送管道(15)，在所述捆形成室(16)往复运动以便压缩通过所述生物质馈送管道(15)馈送到所述捆形成室(16)中的生物质以形成草捆的活塞(62)，以及草捆排放口(20)，所述捆形成室(16)的内部的一部分的尺寸在至少一个传动器(18)的影响下可调节，对所述至少一个传动器(18)的通电是可控制的，以及用于控制所述至少一个传动器(18)的通电的控制器(58)，所述控制器(58)适用于至少根据所述压捆机(10)的目标压力模式，生成第一控制信号(PWMl)，根据所述压捆机(10)的目标力模式，生成第二控制信号(PWM2)，以及根据所述压捆机(10)的目标重量模式，生成第三控制信号(PWM3)，所述目标压力模式使用压力传感器(PS)的测量的压力值(MP)来生成所述第一控制信号(PWMl)，所述目标力模式使用力传感器(FS)的测量的力值(MF)来生成所述第二控制信号(PWM2)，所述目标重量模式使用重量传感器(WS)的测量的重量值(MW)来生成所述第三控制信号(PWM3)，其特征在于，所述控制器(58)适用于至少从所述第一控制信号(PWMl)以及与其相关联的权重因数(X)，所述第二控制信号(PWM2)以及与其相关联的权重因数(Y)，所述第三控制信号(PWM3)以及与其相关联的权重因数(Z)，确定最终控制信号(PWMfinal)，所述最终控制信号(PWMfinal)用于控制所述矩形压捆机(10)的所述至少一个传动器(18)的通电。2.根据权利要求1所述的矩形压捆机(10)，其中所述压力传感器(PS)的采样频率高于所述力传感器(FS)的采样频率，以及其中所述力传感器(FS)的采样频率高于所述所述重量传感器(WS)的采样频率。3.根据前面的权利要求中的任何一个所述的矩形压捆机(10)，其中所述控制器(58)适用于至少从所述第一、第二和第三控制信号(PWM1，PWM2, PWM3)以及它们的相关联的权重因数(X，Y，Z)确定所述最终控制信号(PWMfinal)，以便所述相关联的权重因数(X，Y，Z)的总和是100%。4.根据前面的权利要求中的任何一个所述的矩形压捆机(10)，其中所述控制器(58)是这样的，以便在所述压捆机(10)的操作过程中，与所述至少第一、第二和第三控制信号(PWM1, PWM2, PWM3)相关联的所述权重因数(X，Y，Z)是固定的。5.根据权利要求1到3中的任何一个权利要求所述的矩形压捆机(10)，其中所述控制器(58)是这样的，以便在所述压捆机(10)的操作过程中，与所述至少第一、第二和第三控制信号(PWM1，PWM2，PWM3)相关联的所述权重因数(X，Y，Z)中的至少一个随着时间的推移而变化。6.根据前面的权利要求中的任何一个所述的矩形压捆机(10)，其中所述目标压力模式的回路频率、所述目标力模式的回路频率和/或目标重量模式的回路频率彼此不同。7.一种用于控制由矩形压捆机(10)形成的草捆的密度的多模式控制系统(200)，所述多模式控制系统(200)包括用于生成最终控制信号(PWMfinal)的控制器(58)，所述最终控制信号(PWMfinal)用于控制用于调整压捆机(10)的捆形成室(16)的内部的一部分的所述尺寸的至少一个传动器(18)的通电，其特征在于，所述控制器(58)适用于从至少根据所述压捆机(10)的目标压力模式以及与其相关联的权重因数(X)生成的第一控制信号(PWMl)，根据所述压捆机(10)的目标力模式以及与其相关联的权重因数(Y)生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·O·M·费尔哈格，R·杜马雷，
申请(专利权)人：CNH比利时股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE