專利名稱：一種聯(lián)合收割機控制裝置的制作方法
技術領域：
一種聯(lián)合收割機控制裝置技術領域[0001]本發(fā)明涉及農業(yè)機械領域，具體地說，涉及一種聯(lián)合收割機控制裝置。
背景技術：
[0002]目前，聯(lián)合收割機正朝著自動化、高效率的方向發(fā)展。聯(lián)合收割機的收割效率與其作業(yè)負荷相關，作業(yè)負荷的波動直接影響聯(lián)合收割機的工作狀態(tài)穩(wěn)定性和收割效率。行駛速度過快會使脫粒滾筒因為喂入量過大而過載，使脫粒滾筒轉速下降而降低脫粒質量，甚至造成脫粒滾筒和輸糧攪龍堵塞，從而產生停機故障；而行駛速度過慢，負荷偏低，作業(yè)效率低下；因此要求在聯(lián)合收割機作業(yè)時對負荷進行實時調控，從而使聯(lián)合收割機能高質量、高效率地作業(yè)。目前，大部分聯(lián)合收割機作業(yè)時，依靠操作人員的個人經驗，通過調整行駛速度改變喂入量來調節(jié)負荷。這種作業(yè)方式對操作人員駕駛水平要求高，且勞動強度大，難以降低故障率，作業(yè)速度和作業(yè)效率低。也有一些聯(lián)合收割機針對脫粒滾筒轉速和夾帶損失量等信息采用各種控制方法來自動調整行駛速度，調節(jié)割臺的作物收割量，使進入滾筒的作物喂入量保持合適的水平，從而保證滾筒轉速處于比較好的作業(yè)狀態(tài)。目前，聯(lián)合收割機的結構從控制的角度而言，尚存在一些不足:首先，在傳統(tǒng)的聯(lián)合收割機上，由于傳輸帶的傳輸速度不受聯(lián)合收割機行走速度的影響，在系統(tǒng)結構上表現(xiàn)為一個大時間常數(shù)的純滯后環(huán)節(jié)，即脫粒滾筒的喂入量不會隨行駛速度的變化而立刻變化，而需要經過一段時間的延時，滾筒的喂入量才會變化，從而增加了控制的難度，嚴重影響控制的效果。若傳送帶的傳輸速度能受聯(lián)合收割機行走速度的控制，則就能消除該純滯后環(huán)節(jié)，或將其轉化為一個小時間常數(shù)的純滯后環(huán)節(jié)，這樣就會大大改善控制的性能；其次，現(xiàn)有聯(lián)合收割機往往只針對脫粒滾筒轉速等信息，采用控制方法來調整行駛速度，實現(xiàn)作業(yè)負荷的穩(wěn)定，實際上，由于脫粒滾筒的轉動慣性，當脫粒滾筒轉速下降時，脫粒滾筒的作業(yè)負荷早已超標，即滾筒由發(fā)動機提供的主動轉矩早已小于負荷轉矩，即使立刻調整行駛速度，脫粒滾筒和輸糧攪龍仍可能堵塞造成故障。[0003]因此，很有必要對現(xiàn)有技術進行改進以克服現(xiàn)有技術之缺陷。發(fā)明內容[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種聯(lián)合收割機控制裝置，通過改進設計使傳輸帶的傳輸速度直接受聯(lián)合收割機行走機構速度的控制來消除傳輸帶這一純滯后環(huán)節(jié)，進一步，通過檢測脫粒滾筒的負荷轉矩來盡早反映脫粒滾筒的負荷情況，從而提高聯(lián)合收割機的控制性能，進而提高聯(lián)合收割機的工作效率，降低故障率。[0005]本發(fā)明采用如下技術方案:一種聯(lián)合收割機控制裝置，其包括有負荷反饋控制裝置、提供動力的發(fā)動機、第一傳動裝置、行走機構、第二傳動裝置和傳輸帶，所述發(fā)動機的輸出軸通過第一傳動裝置和行走機構的驅動輪軸連接，所述行走機構的驅動輪軸又通過第二傳動裝置和傳輸帶主動輪軸連接。[0006]作為本發(fā)明的進一步改進，所述負荷反饋控制裝置包括模糊控制模塊、PID控制模塊、檢測脫粒滾筒轉速的第一檢測元件以及檢測脫粒滾筒負荷轉矩的第二檢測元件，所述模糊控制模塊用于將第一檢測元件得到的滾筒轉速與滾筒轉速給定值進行比較，然后通過模糊控制算法確定滾筒負荷轉矩給定值；所述PID控制模塊用于將第二檢測元件得到的滾筒負荷轉矩與滾筒負荷轉矩給定值進行比較，然后通過PID控制算法控制行走機構前進速度。[0007]本發(fā)明具有如下有益效果:在傳統(tǒng)聯(lián)合收割機上，改變傳送帶的動力傳遞，使聯(lián)合收割機傳輸帶的動力由聯(lián)合收割機行走機構傳遞，從而消除傳輸帶這一純滯后環(huán)節(jié)，或轉化為一個小時間常數(shù)的純滯后環(huán)節(jié)，即聯(lián)合收割機行走機構的速度一改變馬上就能改變進入脫粒滾筒的負荷量，這樣就會大大改善控制的性能。同時，通過檢測脫粒滾筒的負荷轉矩來盡早反映脫粒滾筒的負荷情況，可以構成滾筒負荷轉矩控制回路，從而提高滾筒轉速控制系統(tǒng)的動態(tài)控制性能，使脫粒滾筒工作在最佳工作狀態(tài)，提高聯(lián)合收割機的工作狀態(tài)穩(wěn)定性和收割效率。


[0008]附圖1為本發(fā)明聯(lián)合收割機控制裝置的部分動力傳動示意圖；[0009]附圖2為本發(fā)明聯(lián)合收割機控制裝置的結構框圖。[0010]附圖3為本發(fā)明聯(lián)合收割機控制裝置的主程序流程圖。[0011]圖中:1.發(fā)動機；2.液壓無級變速器；3.變速箱；4.行走機構驅動輪軸；5.傳輸帶主動輪軸。
具體實施方式
[0012]
以下結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明聯(lián)合收割機控制裝置及控制方法作進一步的說明。[0013]請參照圖1所示，本發(fā)明聯(lián)合收割機控制裝置包括有提供動力的發(fā)動機1，第一傳動裝置、行走機構、第二傳動裝置和傳輸帶，發(fā)動機I的輸出軸通過第一傳動裝置和行走機構驅動輪軸4連接，行走機構驅動輪軸4又通過第二傳動裝置和傳輸帶主動輪軸5連接，所述第一傳動裝置包括傳動帶和用于調節(jié)行走機構前進速度的調速器，調速器包括液壓無級變速器2和變速箱3，所述發(fā)動機I的輸出軸通過傳動帶、液壓無級變速器2和變速箱3把動力傳給行走機構驅動輪軸4，該行走機構驅動輪軸4又通過第二傳動裝置將動力直接傳遞給傳輸帶主動輪軸5。本發(fā)明中的液壓無級變速器2用于無級調速，其能夠很方便地實現(xiàn)行走機構驅動輪軸4前進速度的調整，而行走機構驅動輪軸4前進速度的變化又直接帶動傳輸帶主動輪軸5傳輸速度的變化。在本發(fā)明中，傳輸帶的傳輸速度的變化通過行走機構的調節(jié)控制，從而在系統(tǒng)結構上消除傳輸帶這一純滯后環(huán)節(jié)或者轉化為一個小時間常數(shù)的純滯后環(huán)節(jié)，進而使得脫粒喂筒的喂入量隨行駛速度的變化而立刻變化，從而大大改善控制性能。[0014]請參照圖2所示，本發(fā)明聯(lián)合收割機控制裝置中還包括負荷反饋控制裝置，負荷反饋控制裝置包括模糊控制模塊、PID控制模塊、檢測脫粒滾筒轉速的第一檢測元件以及檢測脫粒滾筒負荷轉矩的第二檢測元件。模糊控制模塊用于將第一檢測元件檢測到的滾筒轉速與滾筒轉速給定值進行比較，然后通過模糊控制算法確定滾筒負荷轉矩給定值；PID控制模塊用于將第二檢測元件檢測到的滾筒負荷轉矩與滾筒負荷轉矩給定值進行比較，然后通過PID控制算法調控行走機構前進速度。在行走機構的行走速度和割臺高度、幅寬及作物狀態(tài)等的復合作用下，作物通過傳輸帶輸送給脫粒滾筒。作用在收割機脫粒滾筒上的合成轉矩等于發(fā)動機通過皮帶提供給滾筒的主動轉矩減去作物等負荷作用在滾筒上的負載轉矩。因為脫粒滾筒負荷轉矩能更準確的反映聯(lián)合收割機滾筒喂入量的大小，并比脫粒滾筒轉速提前反映脫粒滾筒的負荷情況，因此通過檢測到的脫粒滾筒負荷轉矩構成滾筒負荷轉矩控制回路，可以用來提高滾筒轉速控制系統(tǒng)的動態(tài)控制性能，以便更好地保證脫粒滾筒工作在最佳工作狀態(tài)。[0015]請參照圖3所示，其為本發(fā)明聯(lián)合收割機控制裝置的主程序流程圖，本發(fā)明中的負荷反饋控制裝置主程序進行系統(tǒng)初始化后，首先調用數(shù)據(jù)采集子程序，并調用判斷報警子程序，進行數(shù)據(jù)采集和故障判斷，若有故障則報警，若無故障則調用滾筒轉速控制子程序，將滾筒轉速與滾筒轉速給定值進行比較后，通過模糊控制算法確定滾筒負荷轉矩給定值；[0016]再調用滾筒轉矩控制子程序，將滾筒負荷轉矩與滾筒負荷轉矩給定值進行比較后，通過PID控制算法對行走機構前進速度進行合理調控，從而完成聯(lián)合收割機的負荷反饋控制。[0017]采用本發(fā)明聯(lián)合收割機控制裝置，傳輸帶的傳輸速度的變化通過行走機構的調節(jié)控制，從而在系統(tǒng)結構上消除傳輸帶這一純滯后環(huán)節(jié)或者轉化為一個小時間常數(shù)的純滯后環(huán)節(jié)，進而使得脫粒喂筒的喂入量隨行駛速度的變化而立刻變化，從而大大改善控制性能。同時，通過檢測脫粒滾筒的負荷轉矩來盡早反映脫粒滾筒的負荷情況，可以構成滾筒轉矩控制回路，從而提高滾筒轉速控制系統(tǒng)的動態(tài)控制性能，使脫粒滾筒工作在最佳工作狀態(tài)，進而提高聯(lián)合收割機的工作效率，降低故障率。[0018]以上，詳細說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本發(fā)明要求保護的權利范圍并不限于此，利用了本發(fā)明的基本概念，所屬技術領域的技術人員進行的各種變形以及改善，仍屬于本發(fā)明請求的權利范圍。
權利要求1.一種聯(lián)合收割機控制裝置，其包括有負荷反饋控制裝置、提供動力的發(fā)動機、第一傳動裝置、行走機構、第二傳動裝置和傳輸帶，所述發(fā)動機的輸出軸通過第一傳動裝置和行走機構的驅動輪軸連接，其特征在于:所述行走機構的驅動輪軸通過第二傳動裝置和傳輸帶主動輪軸連接。
專利摘要一種聯(lián)合收割機控制裝置，包括負荷反饋控制裝置、發(fā)動機、第一傳動裝置、行走機構、第二傳動裝置和傳輸帶，發(fā)動機的輸出軸通過第一傳動裝置和行走機構的驅動輪軸連接，行走機構的驅動輪軸通過第二傳動裝置和傳輸帶主動輪軸連接。本實用新型的傳輸帶動力由行走機構傳遞，消除了傳輸帶純滯后環(huán)節(jié)，改善了控制性能。
文檔編號A01D41/127GK203057868SQ20122054329
公開日2013年7月17日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權日2012年10月23日
發(fā)明者趙德安, 李菊, 秦云, 張軍 申請人:江蘇大學