基于喂入量的联合收割机速度控制系统的研究

联合收割机的行走速度是影响其生产率和作业质量的重要因素,而喂入量又是决定行走速度的关键.为此,设计了一种基于喂入量的联合收割机行走速度自动控制系统,在阐述原理的基础上,介绍了系统的硬件构成及实现原理,给出了软件设计要点.该系统以单片机为控制核心,根据检测到的喂入量的大小信号实时控制收割机的行走速度,对其做出相应调整,使联合收割机的喂入量稳定在额定的范围内.     

联合收割机行走速度分析及控制系统设计

联合收割机行走速度控制合理时,既能保证收割质量,又能提高生产效率,对其行走装置控制系统的研究是十分必要的。综合考虑影响收割机行走速度的各种因素,发现喂入量对其影响最大,因此所研究的联合收割机行走速度控制系统主要是基于喂入量的。系统根据喂入量大小的变化实时控制收割机的行走速度,保证其处于合理的范围之内,主要包括系统的硬件和软件设计两部分,其中硬件设计包含喂入量测定传感器的选择、行走速度的测定以及整个硬件结构工作流程。为此,针对硬件的功能对控制系统进行了相应软件模块的设计。     

联合收割机行走速度自动控制系统的设计

联合收割机在作业过程中,行走速度是影响其生产率和作业质量的重要因素。为此,介绍了一种基于喂入量的联合收割机行走速度自动控制系统,进行了该系统的硬件软件设计。该系统可以根据检测到的喂入量大小信号做出正确的决策,对机组行走速度进行相应地调整,使联合收割机的负荷稳定在允许的范围内。     

基于S7—200全喂入联合收割机行走速度自调整系统研究

为提高联合收割机生产效率及降低故障触发率的要求,设计一套基于PLC控制的联合收割机行走速度自调整控制系统。本系统以Simens S7—200系列PLC为控制核心,监测传感器所采集的脱粒滚筒轴、籽粒搅龙轴等转速信号,以及收割机行走车速驱动电机的传动扭矩信号,作为影响收割机行走速度的各项因素;经综合判断后,输出相应的步进电机动作,调控收割机行走速度以达到最优状态,同时可实时处理过载减速、杂物堵转等各类突发状况。实验结果表明,该系统所采用的模糊控制技术能够依据所检测的力矩、转速等信号快速给出判断结果并输出动作,在高速作业同时可处理多种突发状况,系统具有较强的实时性与高可靠性。     

智能收割机模糊控制系统应用研究

智能收割机控制系统是为谷物联合收割机在作业过程中控制行走速度快慢设计,从而提高作业效率和作业效果。应用模糊控制技术,集成了行走控制、负荷控制、割台高度控制装置,损失率显示及预警装置,在作业过程中控制速度为基础,割台高度自动调节,通过实时检测喂入搅龙、籽粒搅龙、过桥主动轴、脱粒滚筒等工作状态,调整行走速度,保证联合收割机最佳工作状态;试验结果表明:收割达到高效率、低损失、低劳动强度的效果,为精准、智能农业提供新的装备。     

基于嵌入式的联合收割机车速调控系统

根据国内外联合收割机控制的研究发展现状,设计了一种基于ARM9+μC/OS-Ⅱ的联合收割机车速调控系统。该系统接收滚筒转速和车速信号,经过模糊神经网络预测控制器和ARM嵌入式内核处理后输出控制步进电动机的驱动信号,并由步进电动机驱动液压无级变速器,调节行走速度,使联合收割机快速稳定地运行,达到作业质量和作业效率双高的目标。田间实验表明,该控制系统具有一定的稳定性,能达到预期的效果。     

电磁振动式小型水稻摆秧机摆秧控制系统设计

针对水稻摆秧机摆秧量和行走速度同步性问题,设计出了单片机控制系统.同时,介绍了该系统的单片机电路、驱动电路以及单片机的主要程序流程图,并利用Protel对设计的驱动电路进行仿真分析,以验证设计电路是否能产生让摆秧机达到设计要求摆秧量的电流.     

基于模糊PID参数整定的收获机前进速度控制优化

为了提高联合收获机前进速度控制的精度,解决前进速度控制的滞后问题,使收割机具有稳定的负荷和良好的脱粒能力,对驱动轮轴装配机构进行了改进,并提出了基于灰色预测的模糊PID控制方案,将其应用在了纵流联合收割机的控制系统中。控制系统使用单片机作为速度的控制装置,并可对装置故障做出预警。为了测试收割机速度灰色预测模糊PID控制方法的有效性和可靠性,对收割机的速度控制进行了测试。以喂入量作为干扰信号,通过测试发现:灰色预测模糊PID控制的速度控制响应时间短,响应迅速,满足设计需求,可以在各类联合收割机的速度控制器推广使用,为收割机速度控制的研究提供了较有价值的参考。     

垂直螺旋式定量施肥机的设计与试验

针对目前机械式施肥机排肥量控制精度和排肥均匀性较差的问题,设计了一种垂直螺旋式定量施肥机。该施肥机由垂直螺旋排肥装置、行走检测装置和控制系统组成,控制系统包括硬件电路和软件程序,行走检测装置检测施肥机行走信号,控制系统根据行走轮行走速度,并结合当前设置施肥量控制排肥电机转速,从而达到定量施肥的目的;安装于垂直螺旋和排肥管之间的排肥口挡板避免了不施肥时漏肥的情况。试验表明:垂直螺旋式定量施肥机施肥量与行走速度无关,仅取决于设置施肥量,施肥量控制误差在4%以内,施肥量控制精度高;变速行走时,排肥量均匀性变异系数不超过3%,排肥均匀性好。该施肥机为定量施肥机的设计提供了参考,提高了农业机械的机电一体化程度。     

液压式联合收割机电气控制系统的PLC设计

以液压式联合收割机电气控制系统为研究对象,分析了联合收割机工作原理,设计了液压式联合收割机液压系统及其电气系统的整体结构,实现了电气控制系统的PLC设计。收割试验结果表明:在联合收割机作业过程中,切秆刀具、一级二级喂入的转速比较平稳,切秆刀具转速在730r/min上下,未出现异常情况;系统有效降低了小麦漏割和漏粮现象,损失率在3%以下,验证了液压式联合收割机电气控制系统的可靠性。     

基于神经网络PID的小麦收割机械式行走装置设计

为了提高联合收割机行进速度控制的响应精度、缩短控制过程的响应时间及提高收割机的作业效率,设计了一种新的小麦收割机械式行走装置。该装置利用新型液压-机械控制方案,结合神经网络PID控制器,提高了行走装置的响应速度和精度,并解决了收割机原地转向及特殊地块通过性较差的问题。行走系统采用双联集成变量柱塞泵和2个定量摆线马达的相互独立闲式液压传动系统,实现了收割机行走系统的无级调速。为了测试装置的有效性和可靠性,对PID控制器的响应精度和响应时间等进行了测试。通过测试发现:PID控制器的调节时间仅为0.02s,响应迅速,超调量低,响应精度较高,为小麦收割机现代化设计提供了较有价值的参考。     

自走式小麦联合收割机电气控制线路优化

为提升自走式小麦联合收割机的收割效率,在收割机结构组成与工作原理的基础上,对收割机的电气控制系统及相关线路展开优化分析。通过分析行走系统与收割装置等关键部件的工作特性,得出其传递函数及实现双闭环控制与调节的条件;采取行进速度智能精确控制,加入PID核心算法控制、辅助电气线路改进与控制、加入实时监测与准确报警装备等措施,实现整机的控制线路优化并通过试验进行验证。结果表明:经优化后的收割机主要性能指标均得到明显改善,尤其收割效率较优化前提高13%左右。电气控制线路优化具有一定的可行性,能够为小麦联合收割机的其他结构优化与改善提供参考。     

联合收获机前进速度的模型参考模糊自适应控制系统

以切纵流联合收获机为研究对象,设计了一种基于联合收获机前进速度的模型参考模糊自适应控制系统,建立了融合多个变量的自适应控制参考模型和模糊控制规则。研制了联合收获机前进速度控制装置,并进行了田间水稻收获试验。试验表明,与普通模糊控制相比,所设计的模型参考模糊自适应控制系统可以实现对联合收获机的自适应控制,能够有效地降低操作人员的作业强度,提高田间收获效率。     

联合收获机脱粒滚筒角速度控制优化设计——基于小波神经网络

脱粒滚筒是联合收获机的核心部件,其性能决定了联合收获机的工作质量和生产效率。由于不同地块和不同作物的湿度、密度不同,联合收获机的行走速度和喂入量也不同,因此脱粒滚筒的转速也应做出适当的调整,使滚筒的线速度保持在一个有较好脱粒效果的状态。为此,提出了一种新的双滚筒脱粒滚筒结构,该结构利用传感器采集滚筒信息,形成了滚筒转速的闭环反馈调节机制,并采用小波神经网络算法对转速的精度进行调节,提高了脱粒滚筒的作业精度。最后,对基于小波神经网络算法的双滚筒脱粒滚筒的性能进行了实验测试和仿真模拟,测试和仿真模拟得到的籽粒破碎率基本吻合,验证了实验的可靠性。对滚筒的脱净率进行了进一步的实验测试发现,利用神经网络算法和小波神经网络算法的脱粒滚筒脱净率都比较高,且小波算法要比单纯使用设计网络算法脱净率高。     

履带式联合收割机传动系设计知识库构建

履带式联合收割机具有越障性好,对松软、潮湿土壤作业适应性强,侧向稳定性好等诸多优点,而传动系的设计在履带式联合收割机产品开发中占有重要地位。该文基于知识工程技术,提出了适用于履带式联合收割机传动系设计的知识获取与分类方法,将传动系设计知识分为公式类、参数类、选型类、表格类和图形类。根据传动系设计知识具有因果关系明确、结构鲜明等特点,采用产生式和框架式知识表示方法分别对设计知识进行了表示。依据知识的分类,提出了设计知识的存储方式。在此基础上,构建了履带式联合收割机传动系设计知识库,并基于Visual Studio 2008平台开发了知识库管理系统。应用所开发的知识库,设计开发人员可以快速地设计出履带式联合收割机新产品的原型,缩短设计周期,节约设计成本,提高设计效率。      

切纵流联合收获机田间小麦收获最优路径与速度试验

为研究切纵流联合收获机田间小麦收获时的最优行走路径和最佳前进速度,分析了割台宽度为4.75m的切纵流联合收获机在田间收获小麦时的3种典型路径,并从收获拐弯换向耗时最小的角度进行了理论推导,在田间进行前进速度与籽粒总损失速率之间的试验并建立数学模型,在室内依据等效喂入量进行前进速度与脱粒分离总功耗之间的试验并建立数学模型,得出最佳前进速度的数学模型。结果表明,切纵流联合收获机在田间应采用回转式收获路径,当前进速度为小于等于1.0m/s时,等效喂入量为小于等于7.79kg/s,籽粒总损失速率为小于等于19.33g/s,籽粒总损失率为小于等于0.609%,切纵流脱粒分离部分总功耗为小于等于83.94kW。