本發(fā)明屬于聯(lián)合收獲機自適應(yīng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種脫粒分離、清選裝置工作參數(shù)可自適應(yīng)調(diào)節(jié)的聯(lián)合收獲機及其自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

先進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備正迅速吸收和應(yīng)用電子信息科技發(fā)展的成果，農(nóng)業(yè)機械自動化和智能化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備的發(fā)展趨勢。國外對聯(lián)合收獲機自動化與智能化方面的研究已取得了豐富的成果。如Huisman,Voo Loo和Heijning通過檢測攪龍的扭矩來判斷喂入量的大小，對作業(yè)速度進(jìn)行控制，Kruse和Krutz通過發(fā)動機的負(fù)荷對作業(yè)速度進(jìn)行控制，Andersen 描述了通過檢測收獲谷物的體積對作業(yè)速度進(jìn)行控制，日本久保田PR0481-M型聯(lián)合收獲機采用橡膠履帶和半喂入式軸流滾筒，具有負(fù)荷自動顯示、方向自控、喂入量自動調(diào)節(jié)、超負(fù)荷時發(fā)動機自動停止和自動注油等功能；紐荷蘭、迪爾等公司的聯(lián)合收獲機上安裝了電子信息顯示、電子駕駛操縱等系統(tǒng)，這些裝置主要控制機器的常規(guī)參數(shù)，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、機油壓力和溫度、燃油量、電壓等，也控制隨機工作性能參數(shù)，如實際行駛速度、動力輸出軸轉(zhuǎn)速、作業(yè)面積、作業(yè)效率以及工作時間等；英國Massey Ferguson公司的“Field Star”(農(nóng)田之星)系統(tǒng)終端具有非常重要的系統(tǒng)診斷功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，用戶可通過診斷工具來發(fā)現(xiàn)故障，從而快速的解決故障。近年來，國內(nèi)在提高聯(lián)合收獲機自動化和智能化水平方面做了大量研究，取得了一定的成果，縮短了與國外先進(jìn)技術(shù)的差距。如介戰(zhàn)等采用傾斜輸送器對底板的壓力來檢測喂入量，張認(rèn)成通過建立脫?？臻g內(nèi)谷物運動數(shù)學(xué)模型和功耗模型，設(shè)計了脫粒系統(tǒng)仿真控制器和以單片機為核心的仿真控制試驗臺。季彬彬則利用喂入主動軸扭矩對喂入量進(jìn)行實時檢測，設(shè)計了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器對作業(yè)速度進(jìn)行控制，盧文濤通過對滾筒驅(qū)動液壓系統(tǒng)的油壓檢測喂入量，并通過模糊控制對行走速度進(jìn)行預(yù)測，利用PID算法進(jìn)行作業(yè)速度的控制；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)開發(fā)出了脫粒滾筒及各工作軸轉(zhuǎn)速監(jiān)視系統(tǒng)；江蘇大學(xué)研制了基于霍爾傳感器和89C51單片機的聯(lián)合收獲機轉(zhuǎn)動部件轉(zhuǎn)速報警裝置；江蘇大學(xué)提出了一直籽粒夾帶損失監(jiān)測方法并開發(fā)了籽粒夾帶損失監(jiān)測傳感器，西北農(nóng)林科技大學(xué)研制了聯(lián)合收獲機脫粒滾筒轉(zhuǎn)速監(jiān)控系統(tǒng)。

從國內(nèi)外對聯(lián)合收獲機自動控制的研究可以看出，將先進(jìn)的信息技術(shù)和智能控制技術(shù)應(yīng)用到聯(lián)合收獲機上，是聯(lián)合收獲機自動控制發(fā)展的必然趨勢。以上研究為聯(lián)合收獲機的自動控制提供了不少思路，但也存在一定的局限：(1) 研究對象主要集中在脫粒滾筒的負(fù)荷上，其它工作參數(shù)考慮很少，多屬于單輸入控制信號的控制系統(tǒng)，存在滯后或者參數(shù)檢測不準(zhǔn)等缺點；(2) 大多數(shù)研究處于試驗階段，沒有開發(fā)實際的自動控制系統(tǒng)和相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)用于聯(lián)合收獲機上。因此性能良好的多輸入多輸出聯(lián)合收獲機作業(yè)狀態(tài)自適應(yīng)控制系統(tǒng)是保證聯(lián)合收獲機作業(yè)性能重要的前提。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

前期研究表明，魚鱗篩開度、魚鱗篩傾角和風(fēng)機轉(zhuǎn)速是影響籽粒清選損失率和糧箱籽粒含雜率的主要因素，而第二脫離滾筒的功耗、轉(zhuǎn)速和脫粒滾筒頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條的角度是影響籽粒夾帶損失率，糧箱籽粒破碎率率的主要因素。為實現(xiàn)聯(lián)合收獲機工作過程中工作參數(shù)能夠根據(jù)監(jiān)測到的性能參數(shù)實時調(diào)節(jié)的目的，本發(fā)明提供了一種脫粒分離、清選裝置工作參數(shù)可自適應(yīng)調(diào)節(jié)的聯(lián)合收獲機及其自適應(yīng)調(diào)節(jié)方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的：一種脫粒分離、清選裝置工作參數(shù)可自適應(yīng)調(diào)節(jié)的聯(lián)合收獲機，包括第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置, 第二脫離滾筒, 第二脫離滾筒功耗測量裝, 液壓馬達(dá), 支架, 籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng), 籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)，清選篩, 轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機，第一脫離滾筒，垂直輸糧攪龍，籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置和測控系統(tǒng)。第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置位于第二脫離滾筒頂蓋的上方，液壓馬達(dá)位于第二脫離滾筒的尾部，液壓馬達(dá)和第二脫離滾筒通過聯(lián)軸器相連，第二脫離滾筒功耗測量裝置位于第二脫離滾筒和液壓馬達(dá)之間。第二脫離滾筒功耗測量裝置和液壓馬達(dá)通過支架固定在聯(lián)合收獲機機壁上。清選篩位于第二脫離滾筒的下方，轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機位于清選篩的左前方。第一脫離滾筒位于第二脫離滾筒前部，清選篩的左上部。籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng)安裝在第二脫離滾筒分離凹板的后部，籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)安裝在清選篩的尾部。籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置安裝在垂直輸糧攪龍的外壁上。還包括測控系統(tǒng)，所述測控系統(tǒng)的輸入端與所述第二脫離滾筒功耗測量裝置、液壓馬達(dá)控制器、籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng)、籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)、清選篩的魚鱗篩片開度調(diào)節(jié)機構(gòu)控制器，轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機的控制器，籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置相連，所述測控系統(tǒng)的輸出端與所述液壓馬達(dá)，清選篩的魚鱗篩片開度調(diào)節(jié)機構(gòu)控制器、轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機的控制器相連，用來控制調(diào)節(jié)所述魚鱗篩片的開度及傾角、所述第二脫離滾筒和所述清選離心風(fēng)機的轉(zhuǎn)速及第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度。

上述方案中，所述第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置由直線電動缸、調(diào)節(jié)桿、導(dǎo)向條、承載板一、承載板二、U型轉(zhuǎn)軸一、U型轉(zhuǎn)軸二和U型轉(zhuǎn)軸三組成。直線電動缸和調(diào)節(jié)桿位于第二脫離滾筒頂蓋的外側(cè)，導(dǎo)向條、承載板一、承載板二、U型轉(zhuǎn)軸一、U型轉(zhuǎn)軸二和U型轉(zhuǎn)軸三位于第二脫離滾筒頂蓋的內(nèi)側(cè)。導(dǎo)向條安裝在承載板二上。承載板一通過U型轉(zhuǎn)軸一和U型轉(zhuǎn)軸二的上端安裝在第二脫離滾筒頂蓋上。承載板二安裝在U型轉(zhuǎn)軸一和U型轉(zhuǎn)軸二的下端。承載板一和承載板二通過U型轉(zhuǎn)軸三相連。工作時，調(diào)節(jié)桿在直線電動缸的推動下，帶動U型轉(zhuǎn)軸一轉(zhuǎn)動，并帶動承載板二平移，帶動導(dǎo)向條轉(zhuǎn)動，進(jìn)而實現(xiàn)導(dǎo)向條角度的調(diào)節(jié)。

上述方案中，所述清選篩由抖動板、魚鱗篩和尾篩組成。所述魚鱗篩邊框的邊角通過支撐條與四個伺服直線電動缸相連，伺服直線電動缸固定在清選篩的篩框上，四個伺服直線電動缸的伸出量均獨立可調(diào)，進(jìn)而可實現(xiàn)魚鱗篩傾角的調(diào)整。

上述方案中，所述清選篩的魚鱗篩的開度可以通過魚鱗篩開度調(diào)節(jié)機構(gòu)進(jìn)行電動調(diào)節(jié)。所述魚鱗篩開度調(diào)節(jié)機構(gòu)由底板，直線位移傳感器，直線電動缸，球頭連桿，固定柱銷，轉(zhuǎn)換臂，連桿，連接板組成。直線位移傳感器和直線電動缸通過剛性條相連之后作為一個整體固定在底板上。轉(zhuǎn)換臂利用固定柱銷）并通過安裝孔安裝在底板上。轉(zhuǎn)換臂通過連接孔一和連接孔二分別與直線電動缸和連桿相連。連接板焊接在魚鱗篩主動篩片上，并與連桿剛性相連。直線電動缸通過信號線與測控系統(tǒng)相連，測控系統(tǒng)通過控制直線電動缸伸出軸的運動實現(xiàn)帶動轉(zhuǎn)換臂運動，最終完成魚鱗篩開度的調(diào)節(jié)。

上述方案中，所述籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng) 包括第一籽粒清選損失監(jiān)測傳感器、第二籽粒清選損失監(jiān)測傳感器和第三籽粒清選損失監(jiān)測傳感器，其中第一籽粒清選損失監(jiān)測傳感器、第二籽粒清選損失監(jiān)測傳感器和第三籽粒清選損失監(jiān)測傳感器沿清選篩寬度方向獨立放置，分別監(jiān)測清選篩篩面上左、中、右三個區(qū)間的籽粒清選損失量。

上述方案中，所述糧箱含雜率、破碎率監(jiān)測裝置由護(hù)罩，取樣槽取樣槽驅(qū)動軸，限位板， 斜滑板，激振器， 傳送帶， 監(jiān)測槽，隔塵玻璃，光譜儀，安裝架，信號線和取樣槽驅(qū)動電機組成。護(hù)罩焊接在籽粒垂直攪龍外壁上， 取樣槽利用取樣槽驅(qū)動軸并通過軸承安裝到護(hù)罩上；取樣槽驅(qū)動軸一端軸頭伸出護(hù)罩外部，通過聯(lián)軸器與取樣槽驅(qū)動電機相連。取樣槽驅(qū)動電機通過連接支架固定在護(hù)罩上；取樣槽驅(qū)動電機在測控系統(tǒng)的控制下帶動取樣槽轉(zhuǎn)動，取樣槽利用本身的凹槽刮取垂直輸糧攪龍內(nèi)籽粒垂直攪龍螺旋葉片提升的谷物，并使取樣槽的一次刮取物逐漸落到斜滑板上。在激振器的振動和限位板的聯(lián)合作用下，單層谷物到達(dá)傳送帶上方，并防止脫出物的細(xì)小成分進(jìn)入監(jiān)測槽干擾測量精度。在傳送帶的帶動下，單層谷物整齊落入監(jiān)測槽中。監(jiān)測槽與護(hù)罩相連，監(jiān)測槽貼合護(hù)罩的一側(cè)開孔并嵌入鋼化玻璃。光譜儀通過安裝架安裝在護(hù)罩上，光譜儀的鏡頭透過鋼化玻璃檢測流入監(jiān)測槽中的谷物成分，并通過信號線把采集的信息傳入到測控系統(tǒng)內(nèi)。通過前期準(zhǔn)備試驗，針對垂直輸糧攪龍內(nèi)各成分的特性，運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合改進(jìn)型非劣分類遺傳算法篩選出能有效識別出各成分的最優(yōu)波段光譜，并通過嵌入在測控系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)計算模型實時計算出垂直輸糧攪龍內(nèi)籽粒的含雜率和破碎率。

其中，所述測控系統(tǒng)可根據(jù)實時獲取的籽粒清選損失率和糧箱籽粒含雜率，魚鱗篩開度、魚鱗篩傾角和風(fēng)機轉(zhuǎn)速，通過聚類分析，揭示聯(lián)合收獲機清選系統(tǒng)各工作參數(shù)與性能參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)影響規(guī)律，并基于最優(yōu)作業(yè)控制目標(biāo)和能量守恒法則，結(jié)合控制系統(tǒng)控制性能模型（ITAE準(zhǔn)則）建立清選系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)控模型，根據(jù)籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的各區(qū)間的籽粒清選損失率和籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置監(jiān)測到的糧箱籽粒含雜率，實時調(diào)整魚鱗篩的開度及傾角、轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，使聯(lián)合收獲機清選裝置工作在最佳狀態(tài)。此外，所述測控系統(tǒng)可根據(jù)籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的籽粒夾帶損失率，籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置監(jiān)測到的糧箱籽粒破碎率率和第二脫離滾筒的功耗、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速和脫粒滾筒頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條的角度，通過聚類分析，揭示聯(lián)合收獲機脫粒分離系統(tǒng)的第二脫離滾筒的功耗、轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條角度與性能參數(shù)（籽粒夾帶損失率、糧箱籽粒破碎率和第二脫離滾筒的功耗）之間的關(guān)聯(lián)影響規(guī)律，并基于最優(yōu)作業(yè)控制目標(biāo)和能量守恒法則，結(jié)合控制系統(tǒng)控制性能模型（ITAE準(zhǔn)則）建立脫粒分離系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)控模型，以籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到的籽粒夾帶損失量和糧箱籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置監(jiān)測到的糧箱籽粒破碎率，第二脫離滾筒的功耗、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條角度為輸入量，實時調(diào)整第二脫離滾筒的轉(zhuǎn)速及及脫粒滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度，合理控制谷物在脫粒分離系統(tǒng)中的滯留時間和軸向移動速度，使聯(lián)合收獲機脫粒分離裝置工作在最佳狀態(tài)。

此外，本發(fā)明還提供了一種自適應(yīng)聯(lián)合收獲機進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)的方法，測控系統(tǒng)通過以下步驟能使聯(lián)合收獲機整機達(dá)到最佳的工作性能：具體步驟為：S1：聯(lián)合收獲機工作過程中，測控系統(tǒng)實時獲取第二脫離滾筒功耗、第二脫離滾筒轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條角度、籽粒夾帶損失率、籽粒清選損失率和糧箱含雜率、破碎率，魚鱗篩開度、魚鱗篩傾角和風(fēng)機轉(zhuǎn)速來表征聯(lián)合收獲機的作業(yè)狀態(tài)。S2：測控系統(tǒng)對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)替代、缺失數(shù)據(jù)補齊、數(shù)據(jù)消噪預(yù)處理，以消除隨機、不確定性因素對后續(xù)數(shù)據(jù)分析的影響。S3：將測控系統(tǒng)實時獲取的第二脫離滾筒的功耗、第二脫離滾筒的轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條角度、籽粒夾帶損失率、籽粒清選損失率和糧箱含雜率、破碎率，魚鱗篩開度、魚鱗篩傾角和風(fēng)機轉(zhuǎn)速的參數(shù)時間序列通過聚類分析，揭示聯(lián)合收獲機脫粒分離、清選系統(tǒng)之間智能調(diào)控的關(guān)聯(lián)影響規(guī)律，并基于最優(yōu)作業(yè)控制目標(biāo)和能量守恒法則，研究籽粒夾帶損失、破碎率、清選損失、含雜率的調(diào)控權(quán)重模型，結(jié)合控制系統(tǒng)控制性能模型（ITAE準(zhǔn)則）建立整機系統(tǒng)調(diào)控權(quán)重的自適應(yīng)調(diào)整模型。S4：測控系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)整模型以各監(jiān)測量為輸入量，經(jīng)過推理計算后實時輸出相應(yīng)的控制信號來控制所述魚鱗篩的開度、傾角，所述第二脫離滾筒和所述清選離心風(fēng)機的轉(zhuǎn)速及脫粒滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度，以使聯(lián)合收獲機的籽粒夾帶損失率、籽粒清選損失率和糧箱內(nèi)籽粒含雜率、破碎率和第二脫離滾筒的功耗分布在合理的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果：（1）應(yīng)用本專利設(shè)計的脫粒分離、清選裝置工作參數(shù)可自適應(yīng)調(diào)節(jié)的聯(lián)合收獲機能根據(jù)作業(yè)過程中的作業(yè)質(zhì)量自動調(diào)整各種工作參數(shù)，在提高生產(chǎn)效率的同時，將故障率控制在一定范圍內(nèi)，同時大大提高了整機的作業(yè)適應(yīng)性和無故障工作時間，對解決制約谷物聯(lián)合收獲機作業(yè)性能、效率和收獲適應(yīng)性的技術(shù)瓶頸具有重要意義。（2）本專利提出的脫粒分離、清選裝置工作參數(shù)可自適應(yīng)調(diào)節(jié)的聯(lián)合收獲機可用于水稻、小麥、油菜、大豆的收獲，推動了收獲機械行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，還可為糧食安全提供理論、技術(shù)和裝備保障。

附圖說明

圖1是一種脫粒分離、清選裝置工作參數(shù)可自適應(yīng)調(diào)節(jié)的聯(lián)合收獲機主視圖。

圖2是聯(lián)合收獲機第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置主視圖。

圖3是聯(lián)合收獲機第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置俯視圖。

圖4是聯(lián)合收獲機第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置工作原理示意圖。

圖5是聯(lián)合收獲機清選篩魚鱗篩片開度調(diào)節(jié)裝置頂視圖。

圖6是聯(lián)合收獲機清選篩魚鱗篩片開度調(diào)節(jié)裝置測視圖。

圖7是聯(lián)合收獲機清選篩魚鱗篩片開度調(diào)節(jié)裝置轉(zhuǎn)換臂俯視圖。

圖8是聯(lián)合收獲機清選篩魚鱗篩片傾角調(diào)節(jié)裝置側(cè)視圖。

圖9是聯(lián)合收獲機清選篩魚鱗篩片傾角調(diào)節(jié)裝置側(cè)視圖左視圖。

圖10是聯(lián)合收獲機籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)安裝俯視圖。

圖11 是籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置主視圖。

圖中：1-脫粒滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置, 1-101-直線電動缸、1-102-調(diào)節(jié)桿、1-103-第二脫離滾筒頂蓋、1-104導(dǎo)向條、1-105承載板一、1-106承載板二、1-107U型轉(zhuǎn)軸一、1-108 U型轉(zhuǎn)軸二和1-109 U型轉(zhuǎn)軸三；2-第二脫粒滾筒, 3-第二脫離滾筒功耗測量裝置, 4-液壓馬達(dá), 5-支架, 6-籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng), 7-籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)，7-01-第一籽粒清選損失監(jiān)測傳感器, 7-02-第二籽粒清選損失監(jiān)測傳感器, 7-03-第三籽粒清選損失監(jiān)測傳感器， 8-清選篩, 8-01-底板， 8-02-直線位移傳感器， 8-03-直線電動缸， 8-04-球頭連桿， 8-05-固定柱銷， 8-06-轉(zhuǎn)換臂，8-06-01-連接孔一，8-06-02連接孔二和80-06-03安裝孔，8-07-連桿，8-08-連接板, 8-09魚鱗篩片, 8-10-支撐條、8-11-伺服直線電動缸、8-12-魚鱗篩邊框的邊角, 8-13-抖動板和8-14-尾篩；9-轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機，10-第一脫離滾筒，11-輸糧攪龍，12-含雜率、破碎率監(jiān)測裝置，13-測控系統(tǒng)；11-01-籽粒垂直攪龍螺旋葉片，11-02-籽粒垂直攪龍外壁；12-01護(hù)罩，12-02-取樣槽，12-03-取樣槽驅(qū)動軸，12-04-限位板，12-05-斜滑板，12-06-激振器，12-07-傳送帶，12-08-監(jiān)測槽，12-09-隔塵玻璃，12-10-安裝架，12-11-光譜儀，12-12-信號線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1所示，本實施例的脫粒分離、清選裝置工作參數(shù)可自適應(yīng)調(diào)節(jié)的聯(lián)合收獲機包括第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置1, 第二脫離滾筒 2, 第二脫離滾筒功耗測量裝置3, 液壓馬達(dá)4, 支架5, 籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng)6, 籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)7，清選篩8, 轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機9，第一脫離滾筒10，垂直輸糧攪龍11，籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置 12和測控系統(tǒng)13。第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置1 位于第二脫離滾筒 2頂蓋的上方，液壓馬達(dá)4 位于第二脫離滾筒 2的尾部，液壓馬達(dá)4和第二脫離滾筒 2通過聯(lián)軸器相連，第二脫離滾筒功耗測量裝置3位于第二脫離滾筒 2 和液壓馬達(dá)4之間。第二脫離滾筒功耗測量裝置3和液壓馬達(dá)4 通過支架5 固定在聯(lián)合收獲機機壁上。清選篩8 位于第二脫離滾筒 2 的下方，轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機9 位于清選篩8的左前方。第一脫離滾筒 10位于第二脫離滾筒2前部，清選篩8的左上部。籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng)6安裝在第二脫離滾筒 2分離凹板的后部，籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)7安裝在清選篩8的尾部。籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置 12 安裝在垂直輸糧攪龍的外壁11-02上。還包括測控系統(tǒng)13，測控系統(tǒng)13的輸入端與所述第二脫離滾筒功耗測量裝置3、液壓馬達(dá)4控制器、籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng)6、籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)7、清選篩8的魚鱗篩片開度調(diào)節(jié)機構(gòu)控制器，轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機 9的控制器，籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置 12相連，所述測控系統(tǒng)13的輸出端與所述液壓馬達(dá)4，清選篩8的魚鱗篩片開度調(diào)節(jié)機構(gòu)控制器、轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機9的控制器相連，用來控制調(diào)節(jié)所述魚鱗篩片的開度、所述第二脫離滾筒 2和所述清選離心風(fēng)機9的轉(zhuǎn)速及第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置上的導(dǎo)向條（1-104）的角度。

如圖2,3,4所示，第二脫離滾筒頂蓋導(dǎo)向條角度調(diào)節(jié)裝置1由直線電動缸1-101、調(diào)節(jié)桿1-102、導(dǎo)向條1-104、承載板一1-105、承載板二1-106、U型轉(zhuǎn)軸一1-107、U型轉(zhuǎn)軸二1-108和U型轉(zhuǎn)軸三1-109組成。直線電動缸1-101和調(diào)節(jié)桿1-102位于第二脫離滾筒頂蓋1-103的外側(cè)，導(dǎo)向條1-104、承載板一1-105、承載板二1-106、U型轉(zhuǎn)軸一1-107、U型轉(zhuǎn)軸二1-108和U型轉(zhuǎn)軸三1-109位于第二脫離滾筒頂蓋1-103的內(nèi)側(cè)。導(dǎo)向條1-104安裝在承載板二1-106上。承載板一1-105通過U型轉(zhuǎn)軸一1-107和U型轉(zhuǎn)軸二1-108的上端安裝在第二脫離滾筒頂蓋1-103上。承載板二1-106安裝在U型轉(zhuǎn)軸一1-107和U型轉(zhuǎn)軸二1-108的下端。承載板一1-105和承載板二1-106通過U型轉(zhuǎn)軸三1-109相連。工作時，調(diào)節(jié)桿1-102在直線電動缸1-101的推動下，帶動U型轉(zhuǎn)軸一1-107）轉(zhuǎn)動，并帶動承載板二1-106平移，帶動導(dǎo)向條1-104轉(zhuǎn)動，進(jìn)而實現(xiàn)導(dǎo)向條1-04角度的調(diào)節(jié)。

如圖5,6,7所示，魚鱗篩開度調(diào)節(jié)機構(gòu)由底板8-01，直線位移傳感器8-02，直線電動缸8-03，球頭連桿8-04，固定柱銷8-05，轉(zhuǎn)換臂8-06，連桿8-07，連接板8-08組成。直線位移傳感器8-02和直線電動缸8-03通過剛性條相連之后作為一個整體固定在底板8-01上。轉(zhuǎn)換臂8-06利用固定柱銷8-05并通過安裝孔8-06-03安裝在底板8-01上。轉(zhuǎn)換臂8-06通過連接孔一8-06-01和連接孔二8-06-02分別與直線電動缸8-03和連桿8-07相連。連接板8-08焊接在魚鱗篩主動篩片上，并與連桿8-07剛性相連。直線電動缸8-03通過信號線與測控系統(tǒng)13相連，測控系統(tǒng)13通過控制直線電動缸8-03伸出軸的運動實現(xiàn)帶動轉(zhuǎn)換臂8-06運動，最終完成魚鱗篩開度的調(diào)節(jié)。

如圖8,9,10所示，籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)7 由三個沿清選篩8寬度方向獨立放置的第一籽粒清選損失監(jiān)測傳感器7-01、第二籽粒清選損失監(jiān)測傳感器7-02和第三籽粒清選損失監(jiān)測傳感器7-03組成，分別監(jiān)測篩面左、中、右三個小區(qū)間的籽粒清選損失量。魚鱗篩8-09邊框的邊角8-12通過支撐條8-10與4個伺服直線電動缸8-11相連，伺服直線電動缸8-11固定在清選篩8的篩框上，4個伺服直線電動缸8-11的伸出量均獨立可調(diào)，進(jìn)而可實現(xiàn)魚鱗篩8-09傾角的調(diào)整。

如圖11所示，糧箱含雜率、破碎率監(jiān)測裝置 12由護(hù)罩12-01，取樣槽12-02取樣槽驅(qū)動軸12-03，限位板12-04，斜滑板12-05，激振器12-06， 傳送帶12-07，監(jiān)測槽12-08，隔塵玻璃12-09，安裝架（12-10）、光譜儀12-11、信號線12-12和取樣槽驅(qū)動電機組成。護(hù)罩12-01焊接在籽粒垂直攪龍外壁11-02上， 取樣槽12-02利用取樣槽驅(qū)動軸12-03并通過軸承安裝到護(hù)罩12-01上；取樣槽驅(qū)動軸12-03一端軸頭伸出護(hù)罩12-01外部，通過聯(lián)軸器與取樣槽驅(qū)動電機相連。取樣槽驅(qū)動電機通過連接支架固定在護(hù)罩12-01上；取樣槽驅(qū)動電機在測控系統(tǒng)13的控制下帶動取樣槽12-02轉(zhuǎn)動，取樣槽12-02利用本身的凹槽刮取垂直輸糧攪龍內(nèi)籽粒垂直攪龍螺旋葉片11-01提升的谷物，并使取樣槽12-02的一次刮取物逐漸落到斜滑板12-05上。在激振器12-06的振動和限位板12-04的聯(lián)合作用下，單層谷物到達(dá)傳送帶12-07上方，并防止脫出物的細(xì)小成分進(jìn)入監(jiān)測槽12-08干擾測量精度。在傳送帶12-07的帶動下，單層谷物整齊落入監(jiān)測槽12-08中。監(jiān)測槽12-08與護(hù)罩12-01相連，監(jiān)測槽12-08貼合護(hù)罩12-01的一側(cè)開孔并嵌入鋼化玻璃。光譜儀12-11通過安裝架12-10安裝在護(hù)罩12-01上，光譜儀12-11的鏡頭透過鋼化玻璃檢測流入監(jiān)測槽12-08中的谷物成分，并通過信號線12-12把采集的信息傳入到測控系統(tǒng)13內(nèi)。通過前期準(zhǔn)備試驗，針對垂直輸糧攪龍內(nèi)各成分的特性，運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合改進(jìn)型非劣分類遺傳算法篩選出能有效識別出各成分的最優(yōu)波段光譜，并通過嵌入在測控系統(tǒng)13內(nèi)的相關(guān)計算模型實時計算出垂直輸糧攪龍內(nèi)籽粒的含雜率和破碎率。

工作過程中，測控系統(tǒng)13可根據(jù)實時獲取的籽粒清選損失率和糧箱籽粒含雜率，魚鱗篩開度、魚鱗篩傾角和風(fēng)機轉(zhuǎn)速，通過聚類分析，揭示聯(lián)合收獲機清選系統(tǒng)各工作參數(shù)與性能參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)影響規(guī)律，并基于最優(yōu)作業(yè)控制目標(biāo)和能量守恒法則，結(jié)合控制系統(tǒng)控制性能模型（ITAE準(zhǔn)則）建立清選系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)控模型，根據(jù)籽粒清選損失監(jiān)測系統(tǒng)(7)監(jiān)測到的各區(qū)間的籽粒清選損失率和籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置12監(jiān)測到的糧箱籽粒含雜率，實時調(diào)整魚鱗篩8-09的開度及傾角、轉(zhuǎn)速可調(diào)的清選風(fēng)機9的轉(zhuǎn)速，使聯(lián)合收獲機清選裝置工作在最佳狀態(tài)。測控系統(tǒng)13還可根據(jù)籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng)6監(jiān)測到的籽粒夾帶損失率，籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置12監(jiān)測到的糧箱籽粒破碎率率和第二脫離滾筒2的功耗、液壓馬達(dá)4轉(zhuǎn)速和脫粒滾筒2頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條1-104的角度，通過聚類分析，揭示聯(lián)合收獲機脫粒分離系統(tǒng)的第二脫離滾筒 2的功耗、轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒2頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條1-104角度與性能參數(shù)（籽粒夾帶損失率、糧箱籽粒破碎率和第二脫離滾筒2的功耗）之間的關(guān)聯(lián)影響規(guī)律，并基于最優(yōu)作業(yè)控制目標(biāo)和能量守恒法則，結(jié)合控制系統(tǒng)控制性能模型（ITAE準(zhǔn)則）建立脫粒分離系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)控模型，以籽粒夾帶損失監(jiān)測系統(tǒng)6監(jiān)測到的籽粒夾帶損失量和糧箱籽粒含雜率、破碎率監(jiān)測裝置 12監(jiān)測到的糧箱籽粒破碎率，第二脫離滾筒2的功耗、液壓馬達(dá)4轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒2頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條1-104角度為輸入量，實時調(diào)整第二脫離滾筒 2的轉(zhuǎn)速及及脫粒滾筒2頂蓋導(dǎo)向條1-104角度，合理控制谷物在脫粒分離系統(tǒng)中的滯留時間和軸向移動速度，使聯(lián)合收獲機脫粒分離裝置工作在最佳狀態(tài)。

本實施例還提供一種該自適應(yīng)式聯(lián)合收獲機依靠測控系統(tǒng)13達(dá)到其最佳工作性能的方法，具體工作步驟如下：

S1：聯(lián)合收獲機工作過程中，測控系統(tǒng)13實時獲取第二脫離滾筒2功耗、第二脫離滾筒2轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒2頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條1-104角度、籽粒夾帶損失率、籽粒清選損失率和糧箱含雜率、破碎率，魚鱗篩開度、魚鱗篩傾角和風(fēng)機轉(zhuǎn)速來表征聯(lián)合收獲機的作業(yè)狀態(tài)。

S2：測控系統(tǒng)13對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)替代、缺失數(shù)據(jù)補齊、數(shù)據(jù)消噪預(yù)處理，以消除隨機、不確定性因素對后續(xù)數(shù)據(jù)分析的影響。

S3：將測控系統(tǒng)13實時獲取的第二脫離滾筒2的功耗、第二脫離滾筒2 的轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒2頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條1-104角度、籽粒夾帶損失率、籽粒清選損失率和糧箱含雜率、破碎率，魚鱗篩開度、魚鱗篩傾角和風(fēng)機轉(zhuǎn)速的參數(shù)時間序列通過聚類分析，揭示聯(lián)合收獲機脫粒分離、清選系統(tǒng)之間智能調(diào)控的關(guān)聯(lián)影響規(guī)律，并基于最優(yōu)作業(yè)控制目標(biāo)和能量守恒法則，研究籽粒夾帶損失、破碎率、清選損失、含雜率的調(diào)控權(quán)重模型，結(jié)合控制系統(tǒng)控制性能模型（ITAE準(zhǔn)則）建立整機系統(tǒng)調(diào)控權(quán)重的自適應(yīng)調(diào)整模型。

S4：測控系統(tǒng)13的自適應(yīng)調(diào)整模型以各監(jiān)測量為輸入量，經(jīng)過推理計算后實時輸出相應(yīng)的控制信號來控制所述魚鱗篩8-09的開度、傾角，所述第二脫離滾筒 2 和所述清選離心風(fēng)機9的轉(zhuǎn)速及脫粒滾筒2頂蓋導(dǎo)向條1-104角度，以使聯(lián)合收獲機的籽粒夾帶損失率、籽粒清選損失率和糧箱內(nèi)籽粒含雜率、破碎率和第二脫離滾筒2的功耗分布在合理范圍內(nèi)。

轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒2頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條1-104角度、籽粒夾帶損失率、籽粒清選損失率和糧箱含雜率、破碎率，魚鱗篩開度、魚鱗篩傾角和風(fēng)機轉(zhuǎn)速來表征聯(lián)合收獲機的作業(yè)狀態(tài)。

S2：測控系統(tǒng)13對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)替代、缺失數(shù)據(jù)補齊、數(shù)據(jù)消噪預(yù)處理，以消除隨機、不確定性因素對后續(xù)數(shù)據(jù)分析的影響。

S3：將測控系統(tǒng)13實時獲取的第二脫離滾筒2的功耗、第二脫離滾筒2 的轉(zhuǎn)速、脫粒滾筒2頂蓋內(nèi)導(dǎo)向條1-104角度、籽粒夾帶損失率、籽粒清選損失率和糧箱含雜率、破碎率，魚鱗篩開度、魚鱗篩傾角和風(fēng)機轉(zhuǎn)速的參數(shù)時間序列通過聚類分析，揭示聯(lián)合收獲機脫粒分離、清選系統(tǒng)之間智能調(diào)控的關(guān)聯(lián)影響規(guī)律，并基于最優(yōu)作業(yè)控制目標(biāo)和能量守恒法則，研究籽粒夾帶損失、破碎率、清選損失、含雜率的調(diào)控權(quán)重模型，結(jié)合控制系統(tǒng)控制性能模型（ITAE準(zhǔn)則）建立整機系統(tǒng)調(diào)控權(quán)重的自適應(yīng)調(diào)整模型。

S4：測控系統(tǒng)13的自適應(yīng)調(diào)整模型以各監(jiān)測量為輸入量，經(jīng)過推理計算后實時輸出相應(yīng)的控制信號來控制所述魚鱗篩8-09的開度、傾角，所述第二脫離滾筒 2 和所述清選離心風(fēng)機9的轉(zhuǎn)速及脫粒滾筒2頂蓋導(dǎo)向條1-104角度，以使聯(lián)合收獲機的籽粒夾帶損失率、籽粒清選損失率和糧箱內(nèi)籽粒含雜率、破碎率和第二脫離滾筒2的功耗分布在合理范圍內(nèi)。

所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。