【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农用装置控制领域，特别是涉及一种联合收割机作业速度控制方法、系统及电子设备。
技术介绍
1、喂入量是指单位时间内进入联合收割机脱粒滚筒部件的谷物质量，其单位是kg/s，其是衡量联合收割机作业效率的重要指标之一。喂入量的大小主要与收割机行驶速度、割幅宽度以及作物种植密度有关。由此可知，收割机在田间作业时，其喂入量并不是固定值。而当前流通在市场上的联合收割机，无论是来自中国农机厂商，还是来自其他国家的农机厂商，都无法针对喂入量的变化实现收割机行驶速度的实时调整，以达到最大收获效率。在这种技术条件下，作业人员要么降低收获质量，以恒速方式进行农作物收获，要么提高工作强度，以手动调速方式进行农作物收获，无论那种方式，都会使联合收割机在田间作业时无法实时高效地调整行驶速度。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种联合收割机作业速度控制方法、系统及电子设备。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种联合收割机作业速度控制方法，包括：
4、获取联合收割机的割台主动轴扭矩信号与联合收割机的行驶速度；
5、对所述割台主动轴扭矩信号进行滤波处理，基于滤波后的割台主动轴扭矩信号通过最小二乘法构建喂入量的一元线性回归预测模型；
6、基于所述一元线性回归预测模型结合所述行驶速度，采用卡尔曼滤波器对喂入量进行估计得到喂入量最优估计值；
7、根据所述喂入量最优估计值和喂入量额定值确定
8、基于所述喂入量偏差值对联合收割机进行重复控制，得到联合收割机行驶速度的最优值；
9、基于联合收割机当前的行驶速度和联合收割机行驶速度的最优值得到速度偏差和速度偏差变化速率；
10、采用模糊pid控制器基于所述速度偏差和所述速度偏差变化速率实现联合收割机的作业速度控制。
11、可选地，采用低通滤波器对所述割台主动轴扭矩信号进行滤波处理。
12、可选地，所述一元线性回归预测模型为：
13、y＝kt'+b；
14、式中，y为喂入量预测值，t’为滤波后的割台主动轴扭矩信号，k为比例系数，b为偏差补偿。
15、可选地，所述喂入量最优估计值为：
16、yk＝cxk；
17、式中，yk为喂入量最优估计值，c为割幅宽度与种植密度的乘积，xk为行驶速度。
18、可选地，采用重复控制控制器基于所述喂入量偏差值对联合收割机进行重复控制，得到联合收割机行驶速度的最优值；
19、其中，重复控制控制器传递函数为：
20、
21、式中，h(z)为传递函数值，q(z)为0.95，z为离散时间信号的复变量，c(z)＝kr·zk，n为一个周期内的采样次数，kr为相位补偿次数，k为相位补偿次数。
22、可选地，采用模糊pid控制器基于所述速度偏差和所述速度偏差变化速率实现联合收割机的作业速度控制，具体包括：
23、根据所述速度偏差和速度偏差变化率确定隶属度；
24、基于所述隶属度经过模糊规则推理后，得到pwm驱动信号；
25、将所述pwm驱动信号作为联合收割机的步进电机驱动信号，以控制联合收割机的油门踏板开度，实现作业速度的控制。
26、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
27、本专利技术提供的联合收割机作业速度控制方法，对获取的割台主动轴扭矩信号进行滤波处理后，通过最小二乘法构建喂入量的一元线性回归预测模型，并结合行驶速度，采用卡尔曼滤波器对喂入量再次进行估计得到喂入量最优估计值；接着，基于由喂入量最优估计值与喂入量额定值确定的喂入量偏差值对联合收割机进行重复控制，得到联合收割机行驶速度的最优值；然后，采用模糊pid控制器基于由联合收割机当前的行驶速度和联合收割机行驶速度的最优值确定的速度偏差和速度偏差变化速率进行联合收割机的作业速度控制，进而达到实时高效地调整联合收割机在田间作业行驶速度的目的。
28、进一步，本专利技术提供了一种联合收割机作业速度控制系统，应用于上述提供的联合收割机作业速度控制方法；所述系统包括：
29、数据获取模块，用于获取联合收割机的割台主动轴扭矩信号与联合收割机的行驶速度；
30、模型构建模块，用于对所述割台主动轴扭矩信号进行滤波处理，基于滤波后的割台主动轴扭矩信号通过最小二乘法构建喂入量的一元线性回归预测模型；
31、喂入量估计模块，用于基于所述一元线性回归预测模型结合所述行驶速度，采用卡尔曼滤波器对喂入量进行估计得到喂入量最优估计值；
32、第一偏差确定模块，用于根据所述喂入量最优估计值和喂入量额定值确定喂入量偏差值；
33、重复控制模块，用于基于所述喂入量偏差值对联合收割机进行重复控制，得到联合收割机行驶速度的最优值；
34、第二偏差确定模块，用于基于联合收割机当前的行驶速度和联合收割机行驶速度的最优值得到速度偏差和速度偏差变化率；
35、作业速度控制模块，用于采用模糊pid控制器基于所述速度偏差和所述速度偏差变化速率实现联合收割机的作业速度控制。
36、进一步，本专利技术还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
37、存储器，用于存储计算机程序；
38、处理器，与所述存储器连接，用于调取并执行所述计算机程序，以实施上述提供的联合收割机作业速度控制方法。
39、因本专利技术上述提供的两种实施结构实现的技术效果与本专利技术提供的联合收割机作业速度控制方法实现的技术效果相同，故在此不再进行赘述。
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1.一种联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，采用低通滤波器对所述割台主动轴扭矩信号进行滤波处理。
3.根据权利要求1所述的联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，所述一元线性回归预测模型为：
4.根据权利要求1所述的联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，所述喂入量最优估计值为：
5.根据权利要求1所述的联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，采用重复控制控制器基于所述喂入量偏差值对联合收割机进行重复控制，得到联合收割机行驶速度的最优值；
6.根据权利要求1所述的联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，采用模糊PID控制器基于所述速度偏差和所述速度偏差速率实现联合收割机的作业速度控制，具体包括：
7.一种联合收割机作业速度控制系统，其特征在于，应用于如权利要求1-6任意一项所述的联合收割机作业速度控制方法；所述系统包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，采用低通滤波器对所述割台主动轴扭矩信号进行滤波处理。
3.根据权利要求1所述的联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，所述一元线性回归预测模型为：
4.根据权利要求1所述的联合收割机作业速度控制方法，其特征在于，所述喂入量最优估计值为：
5.根据权利要求1所述的联合收割机作业速度控制方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张漫，李顺达，孙意凡，刘仁杰，李寒，仇瑞承，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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