一种联合收割机控制装置及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102934563A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102934563A(43)申请公布日2013.02.20(21)申请号201210405879.9(22)申请日2012.10.23(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人赵德安李菊秦云张军(74)专利代理机构江苏致邦律师事务所32230代理人樊文红(51)Int.Cl.A01D41/127(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称一种联合收割机控制装置及控制方法(57)摘要一种联合收割机控制装置，其包括有负荷反馈控制装置、提供动力的发动机、第一传动装置、行走机构、第二传动装置和传输带，所述发动机的输出轴通过第一传动装置和行走机构的驱动轮轴连接，其特征在于：所述行走机构的驱动轮轴通过第二传动装置和传输带主动轮轴连接；所述负荷反馈控制装置包括模糊控制模块、PID控制模块、检测脱粒滚筒转速的第一检测元件以及检测脱粒滚筒负荷转矩的第二检测元件，模糊控制模块通过第一检测元件构成滚筒转速控制回路，PID控制模块通过第二检测元件构成滚筒负荷转矩控制回路。本发明联合收割机在传统联合收割机的基础上，使联合收割机传输带的动力由行走机构传递，消除传输带这一纯滞后环节，大大改善控制的性能。同时，通过检测脱粒滚筒的负荷转矩来构成滚筒负荷转矩控制回路，从而提高滚筒转速控制系统的动态性能，进而提高联合收割机的工作状态稳定性和收割效率。CN10293456ACN102934563A权利要求书1/1页1.一种联合收割机控制装置，其包括有负荷反馈控制装置、提供动力的发动机、第一传动装置、行走机构、第二传动装置和传输带，所述发动机的输出轴通过第一传动装置和行走机构的驱动轮轴连接，其特征在于：所述行走机构的驱动轮轴通过第二传动装置和传输带主动轮轴连接。2.根据权利要求1所述的联合收割机的控制装置，其特征在于：所述负荷反馈控制装置包括模糊控制模块、PID控制模块、检测脱粒滚筒转速的第一检测元件以及检测脱粒滚筒负荷转矩的第二检测元件，所述模糊控制模块用于将第一检测元件得到的滚筒转速与滚筒转速给定值进行比较，然后通过模糊控制算法确定滚筒负荷转矩给定值；所述PID控制模块用于将第二检测元件得到的滚筒负荷转矩与滚筒负荷转矩给定值进行比较，然后通过PID控制算法控制行走机构前进速度。3.一种联合收割机的控制方法，其特征在于：其采取如下控制步骤：将负荷反馈控制装置主程序进行系统初始化；调用数据采集子程序，并调用判断报警子程序，进行数据采集和故障判断，若有故障则报警，若无故障则调用滚筒转速控制子程序，将滚筒转速与滚筒转速给定值进行比较后，通过模糊控制算法确定滚筒负荷转矩给定值；再调用滚筒转矩控制子程序，将滚筒负荷转矩与滚筒负荷转矩给定值进行比较后，通过PID控制算法对行走机构前进速度进行合理调控，从而完成联合收割机的负荷反馈控制。2CN102934563A说明书1/3页一种联合收割机控制装置及控制方法[0001]技术领域[0002]本发明涉及农业机械领域，具体地说，涉及一种联合收割机控制装置及控制方法。[0003]背景技术[0004]目前，联合收割机正朝着自动化、高效率的方向发展。联合收割机的收割效率与其作业负荷相关,作业负荷的波动直接影响联合收割机的工作状态稳定性和收割效率。行驶速度过快会使脱粒滚筒因为喂入量过大而过载，使脱粒滚筒转速下降而降低脱粒质量，甚至造成脱粒滚筒和输粮搅龙堵塞，从而产生停机故障；而行驶速度过慢，负荷偏低，作业效率低下；因此要求在联合收割机作业时对负荷进行实时调控，从而使联合收割机能高质量、高效率地作业。目前，大部分联合收割机作业时，依靠操作人员的个人经验，通过调整行驶速度改变喂入量来调节负荷。这种作业方式对操作人员驾驶水平要求高，且劳动强度大，难以降低故障率，作业速度和作业效率低。也有一些联合收割机针对脱粒滚筒转速和夹带损失量等信息采用各种控制方法来自动调整行驶速度，调节割台的作物收割量，使进入滚筒的作物喂入量保持合适的水平，从而保证滚筒转速处于比较好的作业状态。目前，联合收割机的结构从控制的角度而言，尚存在一些不足：首先，在传统的联合收割机上，由于传输带的传输速度不受联合收割机行走速度的影响，在系统结构上表现为一个大时间常数的纯滞后环节，即脱粒滚筒的喂入量不会随行驶速度的变化而立刻变化，而需要经过一段时间的延时，滚筒的喂入量才会变化，从而增加了控制的难度，严重影响控制的效果。若传送带的传输速度能受联合收割机行走速度的控制，则就能消除该纯滞后环节，或将其转化为一个小时间常数的纯滞后环节，这样就会大大改善控制的性能；其次，现有联合收割机往往只针对脱粒滚筒