一种具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统和方法，能够根据试验台工作状态进行自动决策，并自动进行试验参数调整，提高了脱粒试验台的工作效率。该系统包括机械总成，中央控制器，传感器测量系统，人工交互系统和控制输出系统。中央控制器通过设置在机械总成内的各个测量传感器，获得脱粒试验台的实时工作状态，进行自动决策后，能够按照控制策略改变谷物喂入量、脱粒滚筒的水平倾角和脱粒滚筒转速，并自动存储脱粒试验台的工作状态参数与控制参数；该方法还增加了脱粒滚筒清理程序，提高了脱粒试验的准确度。这一控制系统及方法提高了谷物脱粒试验台的智能化水平，能够大大降低谷物脱粒测试时间，为不同类型的脱粒系统开发提供精准的测试数据。脱粒系统开发提供精准的测试数据。脱粒系统开发提供精准的测试数据。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统及方法


[0001]本专利技术属于谷物脱粒
，更确切地说，本专利技术涉及一种具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统及方法。

技术介绍

[0002]谷物脱粒试验台是研究谷物脱粒机理，研制开发新型脱粒装置、脱粒元件以及验证脱粒参数的重要设备，对降低脱粒损失率、破碎率和含杂率，提高脱粒的质量起着关键作用。尽管目前已有多种样式的脱粒试验台，但控制系统大多沿用手动设定模式，单次试验中以固定的滚筒转速、谷物喂入速度等参数进行测试，效率低下，缺乏自动控制以及自动决策，为了得到满意的试验结果需要投入大量的时间以及人力物力。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对当前的谷物脱粒试验台缺少自动决策控制系统的问题，提供了一种可以根据试验台工作状态进行自动决策，并自动进行试验参数调整的谷物脱粒试验台控制系统及方法。
[0004]一种具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统，包括机械总成，中央控制器，传感器测量系统，人工交互系统和控制输出系统。
[0005]所述的机械总成包括谷物喂入总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统，其特征在于：包括机械总成(A)，中央控制器(B)，传感器测量系统(C)，人工交互系统(D)和控制输出系统(E)；所述的机械总成(A)包括谷物喂入总成(1)、收粮总成(2)、脱粒滚筒总成(3)、杂质收集总成(4)、滚筒驱动总成(5)和滚筒机架总成(6)；所述的谷物喂入总成(1)安装于脱粒滚筒总成(3)的最前端，为独立装置，其上出粮口紧贴脱粒滚筒总成(3)的喂入口；收粮总成(2)设置于脱粒滚筒总成(3)的下方，固定在滚筒机架总成(6)上；脱粒滚筒总成(3)通过滚筒支撑架(23)安装在滚筒机架总成(6)上；杂质收集总成(4)安装于脱粒滚筒总成(3)的最后端，用螺栓固定在滚筒机架总成(6)上；滚筒驱动总成(5)安装于脱粒滚筒总成(3)最后端侧面，为独立可拆卸装置，通过花键连接将动力传输到脱粒滚筒总成(3)的后轴。2.根据权利要求1所述的具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统，其特征在于：所述的中央控制器(B)设置于智能控制柜(20)的内部，中央控制器(B)通过模拟信号总线与传感器测量系统(C)连接，中央控制器(B)通过以太网总线与人工交互系统(D)连接，中央控制器(B)通过输出总线与控制输出系统(E)连接；所述的中央控制器(B)为嵌入式微控制器，其时钟频率不低于72MHz，IO口不低于4个，模数转换通道不低于5个，数模转换通道不低于4个，SPI接口不低于2个。3.根据权利要求1所述的所述的具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统，其特征在于：所述的传感器测量系统(C)包括转速扭矩传感器(7)，喂入称重传感器(8)，籽粒称重传感器(9)，滚筒倾角传感器(10)和杂质称重传感器(11)；所述的转速扭矩传感器(7)安装在驱动总成支座(21)上，转速扭矩传感器(7)的输入端与滚筒转速控制电机(15)的输出端相连，转速扭矩传感器(7)的输出端通过机械连接以及万向轴传动，驱动脱粒滚筒总成(3)转动；转速扭矩传感器(7)用于测量脱粒滚筒总成(3)的旋转速度和转动扭矩；所述的转速扭矩传感器(7)为法兰连接式结构，转速测量范围不低于1500rpm，扭矩测量范围不低于1000Nm；所述的喂入称重传感器(8)，固定在喂入总成支座25上；喂入称重传感器(8)支撑在谷物输送总成(24)的下方，用于测量谷物输送总成(24)输送的谷物喂入量；所述的喂入称重传感器(8)为柱式称重传感器，量程不低于1000kg；所述的籽粒称重传感器(9)由11个子传感器组成，分别安装在阵列接粮斗(22)的11个矩形子斗的下方，用于测量每个矩形子斗内的籽粒质量；所述的籽粒称重传感器(9)为柱式称重传感器，总量程不低于500kg；所述的滚筒倾角传感器(10)安装在脱粒滚筒总成(3)的滚筒支撑架(23)上，滚筒倾角传感器(10)根据脱粒滚筒总成(3)的运动测量出脱粒滚筒总成(3)相对水平面的倾角；所述的滚筒倾角传感器(10)为单轴式倾角传感器，量程不低于
±
60
°
；所述的杂质称重传感器(11)安装在杂质收集总成(4)的后端下方，用于测量从脱粒滚筒总成(3)排出的杂质质量；所述的杂质称重传感器(11)为柱式称重传感器，量程不低于500kg。4.根据权利要求1所述的所述的具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统，其特征在于：所述的人工交互系统(D)包括显示/控制触摸屏(12)和数据存储单元(13)；显示/控制触摸屏(12)安装在智能控制柜(20)的前面板上，显示/控制触摸屏(12)通过以太网总线
与中央控制器(B)进行数据传输，显示/控制触摸屏(12)能够设置试验参数并显示试验数据；数据存储单元(13)安装在智能控制柜(20)的内部，数据存储单元(13)记录中央控制器(B)采集到的传感器数据以及发出的控制命令；所述的显示/控制触摸屏(12)为电阻式触摸屏，面板尺寸不低于7寸，LAN接口不低于1个。5.根据权利要求1所述的所述的具有自动决策功能的谷物脱粒试验台控制系统，其特征在于：所述的控制输出系统(E)包括滚筒转速控制变频器(14)、滚筒转速控制电机(15)、电液比例换向阀(16)、滚筒倾角调节油缸(17)、喂入控制变频器(18)和喂入控制电机(19)；所述的滚筒转速控制变频器(14)安装在智能控制柜(20)内部，滚筒转速控制电机(15)通过螺栓固定在驱动总成支座(21)上；中央控制器(B)通过输出总线调节滚筒转速控制变频器(14)的输出频率，滚筒转速控制变频器(14)调节滚筒转速控制电机(15)的输出转速，通过机械传动后控制脱粒滚筒总成(3)的转速；脱粒滚筒总成(3)的转速控制范围为150～800rpm；所述的滚筒转速控制变频器(14)为矢量变频器，输出功率不低于15kW，最大输出频率不低于200Hz；所述的滚筒转速控制电机(15)为交流变频电动机，功率不低于15kW；所述的电液比例换向阀(16)安装在智能控制柜(20)内部，滚筒倾角调节油缸(17)的底部与脱粒滚筒机架总成20铰接，滚筒倾角调节油缸(17)的上端与滚筒支撑架(23)铰接；中央控制器(B)通过输出总线调节电液比例换向阀(16)的流量大小和控制方向；电液比例换向阀(16)控制滚筒倾角调节油缸(17)的伸出与缩回，带动脱粒滚筒总成(3)与水平面的倾角增大或减小；脱粒滚筒总成(3)与水平面的倾角调节范围是
‑3°
～10
°
；所述的滚筒倾角调节油缸(17)为双作用单活塞杆油缸，总推力不低于10kN；所述的喂入控制变频...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宝广，于海业，刘大欣，胡伟，付明刚，朱先勇，周德义，朱慨讯，侯鹏飞，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：