基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法，其步骤包括：1构建案例库；2计算当前清选对象的草谷比和含水率并进行匹配；3将最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；4构建隶属度函数；5根据清选含杂率和清选损失率的变化趋势，在极高或者偏高的趋势状态下给出相应的分风板角度、上筛开度和风机转速等清选工况的调控策略。本发明专利技术能根据清选工况调控后的清选性能的变化，自主调整调控策略的执行顺序，从而使清选调控策略更加有效率、更加智能化。

Control method of cleaning condition based on angle of air distributor, opening of scale screen and rotating speed of fan

【技术实现步骤摘要】
基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法
本专利技术属于农用机械的智能调控领域，具体的说是一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法。
技术介绍
对于稻麦联合收割机，清选性能是衡量整机作业性能的一个重要指标。提高清选装置的性能是提高整机作业性能的必要条件，亦是谷物联合收割机向智能化发展过程中必须解决的关键问题之一。从当前国内谷物联合收割机的收获效果看，清选性能仍不尽人意，存在损失率和含杂率偏高等问题。因此，揭示稻麦联合收获机清选装置的风机转速、鱼鳞筛开度和分风板角度等作业参数与清选损失率、含杂率等参数间的动态关联调控规律，建立我国典型稻麦作业区的稻麦联合收获机清选智能调控策略，从而获得较低的损失率和含杂率，对提高稻麦联合收获机性能有着重要意义。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于分风板角度、上筛开度和风机转速的清选工况控制方法，以期能通过预判清选含杂率和损失率的变化趋势，从而能在清选含杂率和损失率超出正常范围情况下通过对分风板角度、上筛开度和风机转速的自适应调控，达到清选性能保持在正常范围内的目的。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法的特点是应用于稻麦联合收获机中，并按如下步骤进行：步骤1、构建案例库：利用式(1)定义案例库内的第k个案例Ck：Ck＝(hk,ck,pk,zk,sk,fk,jk,yk)(1)式(1)中，hk表示第k个案例Ck的含水率，ck表示第k个案例Ck的草谷比，pk表示第k个案例Ck的作物品种，zk表示第k个案例Ck的清选含杂率，sk表示第k个案例Ck的清选损失率，fk表示第k个案例Ck的分风板角度，jk表示第k个案例Ck的风机转速，yk表示第k个案例Ck的鱼鳞筛开度；步骤2、选取田间作业的一个品种的水稻或小麦作为当前清选对象，并对所述当前清选对象进行测量，得到当前清选对象的草谷比和含水率；将所述当前清选对象的品种与案例库内的所有案例进行检索匹配，若匹配成功，则执行步骤3；否则，执行步骤4；步骤3、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与匹配成功的品种的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从匹配成功的品种的总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；步骤4、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与案例库中所有案例的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；步骤5、利用式(2)-式(4)分别构建清选含杂率z的低区隶属度函数μlow、高区隶属度函数μhigh和超高区隶属度函数μveryhigh：步骤6、利用式(5)-式(7)分别构建清选损失率s的低区隶属度函数ωlow、高区隶属度函数ωhigh和超高区隶属度函数ωveryhigh：步骤7、定义稻麦联合收获机运行的初始时刻为T，初始化T＝0；在初始时刻，稻麦联合收获机以所述初始清选工况参数控制的清选风机转速、鱼鳞筛开度和分风板角度运行；定义循环变量为K，并初始化K＝1；步骤8、根据T+(K-1)N时刻后，连续N个时刻的清选含杂率和清选损失率的隶属度函数值判断T+KN时刻清选含杂率和清选损失率的状态：若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的高区隶属度函数值μhigh持续减小，超高区隶属度函数值μveryhigh持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“偏高”；N≥2；若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的低区隶属度函数值μlow保持不变，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“低”；若连续N个时刻的清选含杂率z的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“正常”；连续N个时刻的清选含杂率z所对应的超高区隶属度函数值μveryhigh均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“非常高”；若连续N个时刻的清选损失率s所对应的高区隶属度函数值ωhigh持续减小，超高区隶属度函数值ωveryhigh持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“偏高”；若连续N个时刻的清选损失率s所对应的低区隶属度函数值ωlow保持不变，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“低”；若连续N个时刻的清选损失率s的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“正常”；若连续N个时刻的清选损失率s所对应的超高区隶属度函数值ωveryhigh均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“非常高”；步骤9、若当前T+KN时刻清选损失率或清选含杂率状态为“非常高”，则在当前T+KN时刻向稻麦联合收获机发出停机指令；若当前T+KN时刻清选损失率和清选含杂率状态均为“正常”，则将K+1赋值给K后，返回步骤8执行；若当前T+KN时刻清选损失率状态为“偏高”，则执行步骤10；若当前T+KN时刻清选含杂率状态为“偏高”，则执行步骤11；步骤10、在当前T+KN时刻处理清选损失率：步骤10.1、判断在T+(K-1)N时刻是否执行上筛开度调小一个档位的操作，若是，则执行步骤10.2；否则，执行步骤10.3；步骤10.2、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.4；否则，执行上筛开度调小一个档位的操作，然后执行步骤10.5；步骤10.3、判断当前T+KN时刻的清选含杂率状态是否为“低”；若是，则执行步骤10.4；否则执行步骤10.5；步骤10.4、判断上筛开度是否达到最大值，若是，则执行步骤10.5；否则，执行上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤10.5；步骤10.5、判断在T+(K-1)N时刻是否执行将分风板调到平行位置R0的操作，若是，则执行步骤10.6；否则，执行步骤10.7；步骤10.6、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.7；否则，将分风板调到T+(K-1)N时刻的位置，然后执行步骤10.8；步骤10.7、判断当前T+KN时刻的含水率否为“低”；若是，则执行步骤10.8；否则执行步骤10.9；步骤10.8、判断分风板是否为平行位置，若是，则执行步骤10.9；否则，执行将分风板调到平行位置的操作；步骤10.9、判断在T+(K-1)N时刻是否执行降低风机转速一个档位的操作，若是，则执行步骤10.10；否则，执行步骤10.11；步骤10.10、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.11；否则，执行增大风机转速一个档位S，然后执行步骤10.12；步骤10.11、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法，其特征是应用于稻麦联合收获机中，并按如下步骤进行：步骤1、构建案例库：利用式(1)定义案例库内的第k个案例Ck：Ck＝(hk,ck,pk,zk,sk,fk,jk,yk)    (1)式(1)中，hk表示第k个案例Ck的含水率，ck表示第k个案例Ck的草谷比，pk表示第k个案例Ck的作物品种，zk表示第k个案例Ck的清选含杂率，sk表示第k个案例Ck的清选损失率，fk表示第k个案例Ck的分风板角度，jk表示第k个案例Ck的风机转速，yk表示第k个案例Ck的鱼鳞筛开度；步骤2、选取田间作业的一个品种的水稻或小麦作为当前清选对象，并对所述当前清选对象进行测量，得到当前清选对象的草谷比和含水率；将所述当前清选对象的品种与案例库内的所有案例进行检索匹配，若匹配成功，则执行步骤3；否则，执行步骤4；步骤3、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与匹配成功的品种的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从匹配成功的品种的总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；步骤4、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与案例库中所有案例的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；步骤5、利用式(2)‑式(4)分别构建清选含杂率z的低区隶属度函数μlow、高区隶属度函数μhigh和超高区隶属度函数μvery high：...

【技术特征摘要】
1.一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法，其特征是应用于稻麦联合收获机中，并按如下步骤进行：步骤1、构建案例库：利用式(1)定义案例库内的第k个案例Ck：Ck＝(hk,ck,pk,zk,sk,fk,jk,yk)(1)式(1)中，hk表示第k个案例Ck的含水率，ck表示第k个案例Ck的草谷比，pk表示第k个案例Ck的作物品种，zk表示第k个案例Ck的清选含杂率，sk表示第k个案例Ck的清选损失率，fk表示第k个案例Ck的分风板角度，jk表示第k个案例Ck的风机转速，yk表示第k个案例Ck的鱼鳞筛开度；步骤2、选取田间作业的一个品种的水稻或小麦作为当前清选对象，并对所述当前清选对象进行测量，得到当前清选对象的草谷比和含水率；将所述当前清选对象的品种与案例库内的所有案例进行检索匹配，若匹配成功，则执行步骤3；否则，执行步骤4；步骤3、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与匹配成功的品种的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从匹配成功的品种的总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；步骤4、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与案例库中所有案例的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；步骤5、利用式(2)-式(4)分别构建清选含杂率z的低区隶属度函数μlow、高区隶属度函数μhigh和超高区隶属度函数μveryhigh：步骤6、利用式(5)-式(7)分别构建清选损失率s的低区隶属度函数ωlow、高区隶属度函数ωhigh和超高区隶属度函数ωveryhigh：步骤7、定义稻麦联合收获机运行的初始时刻为T，初始化T＝0；在初始时刻，稻麦联合收获机以所述初始清选工况参数控制的清选风机转速、鱼鳞筛开度和分风板角度运行；定义循环变量为K，并初始化K＝1；步骤8、根据T+(K-1)N时刻后，连续N个时刻的清选含杂率和清选损失率的隶属度函数值判断T+KN时刻清选含杂率和清选损失率的状态：若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的高区隶属度函数值μhigh持续减小，超高区隶属度函数值μveryhigh持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“偏高”；N≥2；若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的低区隶属度函数值μlow保持不变，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“低”；若连续N个时刻的清选含杂率z的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“正常”；连续N个时刻的清选含杂率z所对应的超高区隶属度函数值μveryhigh均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“非常高”；若连续N个时刻的清选损失率s所对应的高区隶属度函数值ωhigh持续减小，超高区隶属度函数值ωveryhigh持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“偏高”；若连续N个时刻的清选损失率s所对应的低区隶属度函数值ωlow保持不变，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“低”；若连续N个时刻的清选损失率s的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“正常”；若连续N个时刻的清选损失率s所对应的超高区隶属度函数值ωveryhigh均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“非常高”；步骤9、若当前T+KN时刻清选损失率或清选含杂率状态为“非常高”，则在当前T+KN时刻向稻麦联合收获机发出停机指令；若当前T+KN时刻清选损失率和清选含杂率状态均为“正常”，则将K+1赋值给K后，返回步骤8执行；若当前T+KN时刻清选损失率状态为“偏高”，则执行步骤10；若当前T+KN...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋庆，王儒敬，黄河，张正勇，汪六三，李伟，王珏，王敏，王乐刚，焦中元，李耀明，李斌，陈进，尹彦鑫，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34