[发明专利]一种联合收割机控制装置及控制方法

说明书

 

技术领域

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。

 

背景技术

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转速等信息，采用控制方法来调整行驶速度，实现作业负荷的稳定，实际上，由于脱粒滚筒的转动惯性，当脱粒滚筒转速下降时，脱粒滚筒的作业负荷早已超标，即滚筒由发动机提供的主动转矩早已小于负荷转矩，即使立刻调整行驶速度，脱粒滚筒和输粮搅龙仍可能堵塞造成故障。

因此，很有必要对现有技术进行改进以克服现有技术之缺陷。

 

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种联合收割机控制装置及控制方法，通过改进设计使传输带的传输速度直接受联合收割机行走机构速度的控制来消除传输带这一纯滞后环节，进一步，通过检测脱粒滚筒的负荷转矩来尽早反映脱粒滚筒的负荷情况，从而提高联合收割机的控制性能，进而提高联合收割机的工作效率，降低故障率。

本发明采用如下技术方案：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，所述行走机构的驱动轮轴又通过第二传动装置和传输带主动轮轴连接。

作为本发明的进一步改进，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。

本发明还采取如下技术方案：一种联合收割机控制方法，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。

本发明具有如下有益效果：在传统联合收割机上，改变传送带的动力传递，使联合收割机传输带的动力由联合收割机行走机构传递，从而消除传输带这一纯滞后环节，或转化为一个小时间常数的纯滞后环节，即联合收割机行走机构的速度一改变马上就能改变进入脱粒滚筒的负荷量，这样就会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尽早反映脱粒滚筒的负荷情况，可以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控制性能，使脱粒滚筒工作在最佳工作状态，提高联合收割机的工作状态稳定性和收割效率。

 

附图说明

附图1为本发明联合收割机控制装置的部分动力传动示意图；