【技术实现步骤摘要】
一种基于喂入量估算的电动收割机多部件协同控制方法及控制器
[0001]本专利技术公开了一种基于喂入量估算的电动收割机多部件协同控制方法及控制器,属于农业机械智能控制领域。
技术介绍
[0002]近年来,农业机械化发展迅速,目前,水稻联合收获机市场保有量约200万台,水稻机械化收获水平已达90%以上。水稻收割机械化水平迅速提高的同时,也带来了能源的大量消耗和环境污染。为了降低污染,电动水稻收割机成为了水稻收割领域的研究重点。然而,由于收获环境复杂多变,工作模式、收获作物特征等因素影响,水稻联合收获机作业过程中部件负载波动较大,由于喂入波动导致的部件堵转、部件失稳等问题时有发生,现有的水稻收割机电控技术难以满足多种环境下的可靠作业需求。
技术实现思路
[0003]本专利技术提出了一种基于喂入量估算的电动收割机多部件协同控制技术,该方法基于割台动力学特性对当前喂入量进行实时估算,并建立喂入量与行走系统、脱粒滚筒之间的关联特性,在割台喂入量估算的基础上对滚筒喂入量进行预估并对收割机载荷变化进行估算,利用预估结果对滚筒转速以及收割机行驶速度进行控制,提高电动收割机部件在喂入量波动条件下的工作稳定性。具体方案如下:
[0004]一种基于喂入量估算的电动收割机多部件协同控制方法,包括如下步骤:
[0005]步骤1:建立电动收割机部件动力学模型;
[0006]步骤2:利用传感器对收割机部件扭矩以及转速信息进行采集;
[0007]步骤3:对收割机历史行驶速度与转速信息进行线性回归拟合;< ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于喂入量估算的电动收割机多部件协同控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:建立电动收割机部件的动力学模型;步骤2:采集收割机部件扭矩以及转速信息;步骤3:对收割机行驶速度与割台喂入进行线性回归拟合;步骤4:基于当前喂入扭矩负荷值对割台喂入量信息进行估算;步骤5:基于割台喂入量对喂入滚筒喂入量进行估算;步骤6:基于滚筒喂入量估算值对滚筒转速进行预瞄复合PID控制;步骤7:基于割台喂入量对收割机载荷进行估算;步骤8:基于收割机载荷变化对行走系统进行预瞄复合PID控制。2.根据权利要求1所述的一种基于喂入量估算的电动收割机多部件协同控制方法,其特征在于,所述步骤1中部件的动力学模型包括:割台动力学模型如下所示:M
q
=(k
c
+k
p
+k
m
)*q
h
其中M
G
为电机输入力矩;M
pi
为拨禾轮空转摩擦力矩;M
ci
为割刀空转摩擦力矩;M
mi
为割台搅龙空转摩擦力矩;i
p
、i
m
分别为主动轴至拨禾轮与搅龙的传动比;J
p
为拨禾轮转动惯量;ω
ci
为输入轴转速;J
m
为搅龙转动惯量;M
q
喂入量负载扭矩;q
h
为割台喂入量;k
c
、k
p
、k
m
分别为割刀、拨禾轮以及搅龙的喂入负载系数;滚筒动力学模型如下所示:式中,ω
r
为滚筒角速度;A为机械摩擦阻力矩;B为鼓风阻力系数;滚筒空转力矩;R
r
为等效半径;λ为滚筒出口处的出口速比(作物切向速度与滚筒旋转线速度的比值),其大小一般为1/2~1/5;行走系统动力学模型如下所示:式中,F
t
为行走系统驱动力;f
F
为收割机行走滚动阻力系数;v为收割机行走速度;m为收割机质量。3.根据权利要求1所述的一种基于喂入量估算的电动收割机多部件协同控制方法,其特征在于,所述步骤2采用如下方法实现:将转速传感器与扭矩传感器安装于割台、脱粒滚筒以及行走系统的驱动轴上,用于检测割台转速和扭矩、脱粒滚筒转速和扭矩以及收割机行驶速度和收割机行走驱动扭矩。4.根据权利要求1所述的一种基于喂入量估算的电动收割机多部件协同控制方法,其特征在于,步骤3对收割机行驶速度与割台喂入线性拟合的方法为:
M
q_v
=k
·<...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁朝春,翁烁丰,何友国,陈龙,张厚忠,蔡英凤,王桐,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。