一种联合收割机脱粒性能多参数控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种联合收割机脱粒性能多参数控制系统，包括：数据采集单元，用于采集联合收割机的各个作业参数并将其处理后发送至控制执行单元；控制执行单元，用于根据接收到的所述作业参数计算得到被控参数的最优解，并根据所述最优解控制被控量的输出；显示单元，用于实时显示联合收割机作业过程中的作业参数。本发明专利技术通过采用多参数实时控制策略，根据联合收割机田间作业状态的变化，对联合收割机各种作业参数进行调节，以在保证联合收割机作业效率的同时进一步保证收获质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业机械化生产
，特别是涉及一种联合收割机脱粒性能多参 数控制系统。
技术介绍
脱粒系统是联合收割机的重要组成部分，联合收割机的其他主要系统的性能与其 都有着密切的联系。其中，脱粒滚筒的转速是影响联合收割机脱粒质量的重要参数，对于各 种作物，脱粒滚筒都存在最优转速域与之对应。低于此阈值下限时作物籽粒含杂量较高，若 喂入量升高还会导致输送器或脱粒滚筒堵塞；高于阈值上限时又会加大籽粒损伤。因此，如 何将脱粒滚筒转速控制在最佳范围内是当前亟需解决的问题。目前，大部分联合收割机作业时，仅凭机手的操作经验，根据田间作业实际情况调 整联合收割机的行驶速度，以达到调节系统喂入量随之改变脱粒滚筒扭矩，从而保证了脱 粒滚筒的正常工作及脱粒质量。但是，这种作业方式自动化水平较低，对于机手的操作水 平要求相对较高，劳动强度大，机手可参考的联合收割机作业参数较为单一，且各参数之间 的联系性不强，不能达到作业质量及收割机系统状态的准确表征。目前也有少量的联合收 割机自动控制系统及相应的脱粒滚筒模糊控制算法、PID控制算法被提出，但其多以控制联 合收割机行驶速度为单一被控参数，虽然在多传感器信息融合及控制算法上有了一定的突 破，但对于联合收割机这样一个时滞性、非线性复杂时变系统，改变单一参数的自动调速系 统对于保证系统作业质量效果延时较大。因此，亟需研究相应的多参数脱粒滚筒恒速自动 控制系统，对联合收割机各作业参数进行综合分析，制定多参数控制方案，以提高联合收割 机作业质量控制的时效性。目前已有的联合收割机自动控制系统，多集中于对作业速度的控制上，通过收割 机喂入量、脱粒滚筒扭矩、输粮搅龙转速等参数反映出的系统作业负荷的变化，根据多信息 融合模糊控制算法，配合自动调速系统，调节联合收割机行驶速度，以达到影响收割机喂入 量及与之相关的各项参数，改善系统作业状态的目的。该控制系统仅在被控量超过设定极 限值时，调节才起作用，对联合收割机这种存在较大延时的复杂系统，被控参量的变化情况 往往难以被及时掌握，从而导致被控量在较大范围内起伏变化，使系统控制指标产生振荡， 最终导致控制系统失效或脱粒滚筒堵转。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何对影响联合收割机脱粒滚筒转速的各参量进行 控制，以保证联合收割机的作业质量，进一步提高联合收割机的作业效率及自动化水平。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，提供一种联合收割机脱粒性能多参数控制系统，包括数据采集单元，用于采集联合收割机的各个作业参数并将其处理后发送至控制执行单元；控制执行单元，用于根据接收到的所述作业参数计算得到被控参数的最优解，并 根据所述最优解控制被控量的输出；显示单元，用于实时显示联合收割机作业过程中的作业参数。优选地，所述数据采集单元包括传感器，用于采集联合收割机的各个作业参数；信号调理电路，用于处理由传感器采集到的所述作业参数；数据采集器，用于采集经过信号调理电路处理后的作业参数。优选地，所述数据采集单元还包括声光报警器，用于联合收割机作业参数非正常工作下的报警指示。优选地，所述控制执行单元包括微处理器，用于根据所述数据采集器采集的作业参数计算被控参数的最优解；驱动电机，用于根据所述被控参数的最优解，驱动控制执行机构执行对被控量的 输出控制；执行机构，用于在所述驱动电机的驱动控制下执行对被控量的输出控制。优选地，所述控制执行单元还包括状态指示灯，用于显示联合收割机作业状态。优选地，所述系统还包括最优恒速控制单元，其包括数据处理界面、控制输出界 面、系统调试界面和系统设置界面。优选地，所述数据采集单元、控制执行单元和显示单元之间通过CAN总线连接。优选地，所述被控参数为脱粒滚筒的速度。(三)有益效果通过采用多参数实时控制策略，根据联合收割机田间作业状态的变化，对脱粒滚 筒的转速进行调节，以在保证联合收割机作业效率的同时进一步保证收获质量。附图说明图1是依据本专利技术实施方式的联合收割机脱粒性能多参数控制系统的系统控制 框图；图2是依据本专利技术实施方式的联合收割机脱粒性能多参数控制系统的模拟信号 调理电路图；图3是依据本专利技术实施方式的联合收割机脱粒性能多参数控制系统的数字信号 调理电路图；图4是依据本专利技术实施方式的联合收割机脱粒性能多参数控制系统的核心处理 器电路原理图；图5是依据本专利技术实施方式的联合收割机脱粒性能多参数控制系统的软件主程 序流程图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种联合收割机脱粒性能多参数控制系统，包括数据 采集单元，用于采集联合收割机的各个作业参数并将其处理后发送至控制执行单元；控制 执行单元，用于根据接收到的所述作业参数计算得到被控参数的最优解，并根据最优解控 制被控量的输出；显示单元，用于实时显示联合收割机作业过程中的作业参数。该实施方式 中联合收割机的各个作业参数包括拔禾轮转速、割刀频率、输粮搅龙转速、脱粒滚筒转速和 扭矩、发动机转速、行驶速度和振动筛的频率。数据采集单元、控制执行单元和显示单元之 间通过CAN总线通信协议，采用多主方式完成数据的快速交互，并通过显示单元，将联合收 割机的各个作业参数实时显示在液晶显示屏上，保证联合收割机操作人员能够快速获取收 割机作业的相关信息，并及时完成相应的控制操作。这里的被控参数指的是脱粒滚筒的速 度。 其中，数据采集单元包括传感器，用于采集联合收割机的各个作业参数；信号调 理电路，用于处理由传感器采集到的上述各个作业参数；数据采集器，用于采集经过信号调 理电路处理后的各个作业参数。数据采集单元还可以包括声光报警器，用于联合收割机作 业参数非正常工作下的报警指示。该实施方式的模拟信号调理电路和数字信号调理电路的 电路图分别如图2和3所示。控制执行单元包括微处理器，用于根据所述数据采集器采集的作业参数计算被 控参数的最优解；驱动电机，用于根据所述被控参数的最优解，驱动控制执行机构执行对被 控量的输出控制；执行机构，用于在所述驱动电机的驱动控制下执行对被控量的输出控制。 控制执行单元还可以包括状态指示灯，用于指示联合收割机的工作状态。该实施方式中利用下式计算被控参数、即脱粒滚筒的速度，权利要求1.一种联合收割机脱粒性能多参数控制系统，其特征在于，包括数据采集单元，用于采集联合收割机的各个作业参数并将其处理后发送至控制执行单元；控制执行单元，用于根据接收到的所述作业参数计算得到被控参数的最优解，并根据 所述最优解控制被控量的输出；显示单元，用于实时显示联合收割机作业过程中的作业参数。2.如权利要求1所述的联合收割机脱粒性能多参数控制系统，其特征在于，所述数据 采集单元包括传感器，用于采集联合收割机的各个作业参数； 信号调理电路，用于处理由传感器采集到的所述作业参数； 数据采集器，用于采集经过信号调理电路处理后的作业参数。3.如权利要求2所述的联合收割机脱粒性能多参数控制系统，其特征在于，所述数据 采集单元还包括声光报警器，用于联合收割机作业参数非正常工作下的报警指示。4.如权利要求1所述的联合收割机脱粒性能多参数控制系统，其特征在于，所述控制 执行单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联合收割机脱粒性能多参数控制系统，其特征在于，包括：　　数据采集单元，用于采集联合收割机的各个作业参数并将其处理后发送至控制执行单元；　　控制执行单元，用于根据接收到的所述作业参数计算得到被控参数的最优解，并根据所述最优解控制被控量的输出；　　显示单元，用于实时显示联合收割机作业过程中的作业参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王新，王书茂，段娜，王培儒，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11