本發(fā)明涉及收獲機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種節(jié)能狀態(tài)下的收獲機(jī)發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)負(fù)荷調(diào)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、收獲機(jī)作業(yè)工況復(fù)雜，作業(yè)過程中受作物高度作物密度、谷物含水率、地面平整程度、行走速度等因素的影響，其消耗的發(fā)動機(jī)功率也不相同，發(fā)動機(jī)在多數(shù)情況下不能在最佳工作點運行，甚至導(dǎo)致掉速、悶車甚至冒黑煙的問題，因此控制發(fā)動機(jī)的功率輸出對于整機(jī)的節(jié)能有很大影響。

2、公開號為cn115380700a的中國發(fā)明專利，公開了一種聯(lián)合收割機(jī)發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)和方法，能夠?qū)β?lián)合收割機(jī)的發(fā)動機(jī)功率進(jìn)行自適應(yīng)控制，使發(fā)動機(jī)功率與工況達(dá)到最佳匹配，大大提高了發(fā)動機(jī)功率利用率，降低燃油消耗。公開號為cn118224004a的中國發(fā)明專利，公開了一種收獲機(jī)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速自適應(yīng)控制方法、系統(tǒng)及收獲機(jī)，從軟件層面控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速自適應(yīng)作業(yè)工況，維持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在最佳工作點運轉(zhuǎn)，避免發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與工況不匹配引起的能源浪費問題，兼顧收獲機(jī)性能和節(jié)油目標(biāo)。

3、上述專利均對發(fā)動機(jī)功率進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)控，制定了多個工作模式下發(fā)動機(jī)功率分配策略，但未對收獲機(jī)實際作業(yè)過程中進(jìn)行實時調(diào)控，且收獲機(jī)是非線性系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)功率調(diào)節(jié)效果較差，導(dǎo)致油耗較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能狀態(tài)下的收獲機(jī)發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)負(fù)荷調(diào)控方法及系統(tǒng)。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種節(jié)能狀態(tài)下的收獲機(jī)發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)負(fù)荷調(diào)控方法，包括：

3、收獲機(jī)處于起始作業(yè)狀態(tài)。

4、發(fā)動機(jī)根據(jù)發(fā)動機(jī)功率預(yù)測調(diào)控模型輸出功率。

5、獲取發(fā)動機(jī)和負(fù)載部件實時扭矩及轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信息。

6、根據(jù)轉(zhuǎn)速和扭矩傳感器反饋過來的數(shù)據(jù)信息，控制器判斷發(fā)動機(jī)功率是否滿足當(dāng)前總功率的需求，也就是發(fā)動機(jī)的功率和負(fù)載部件的總功率是否匹配。

7、如果二者功率匹配，則發(fā)動機(jī)輸出保持不變功率；如果不匹配，也就是發(fā)動機(jī)輸出功率大于或者小于當(dāng)前總功率需求，則進(jìn)入發(fā)動機(jī)功率調(diào)節(jié)狀態(tài)，控制器控制電噴柴油發(fā)動機(jī)調(diào)節(jié)功率輸出。

8、根據(jù)所設(shè)計的模糊控制器，控制器自動調(diào)節(jié)電控噴油器噴油量，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出功率。

9、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種節(jié)能狀態(tài)下的收獲機(jī)發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)負(fù)荷調(diào)控系統(tǒng)，包括：車載控制器、轉(zhuǎn)速傳感器、扭矩傳感器、圖像傳感器、壓力傳感器電控柴油發(fā)動機(jī)和人機(jī)交互界面。其中，轉(zhuǎn)速傳感器和扭矩傳感器獲取數(shù)據(jù)乘積構(gòu)成功率值。

10、所述轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取發(fā)動機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)速，所述扭矩傳感器用于獲取發(fā)動機(jī)和負(fù)載扭矩，所述圖像傳感器用于識別作物表型特征，所述壓力傳感器獲取喂入量，所述電控柴油發(fā)動機(jī)用于輸出功率，所述車載控制器用于上述技術(shù)方案任一項所述的發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)負(fù)荷調(diào)控方法。

11、本發(fā)明的有益效果：

12、1、一種節(jié)能狀態(tài)下的收獲機(jī)發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)負(fù)荷調(diào)控系統(tǒng)創(chuàng)新型的建立發(fā)動機(jī)模糊控制策略，創(chuàng)新型的選擇了電噴柴油發(fā)動機(jī)作為功率輸出機(jī)構(gòu)，從而實現(xiàn)自適應(yīng)智能調(diào)控。

13、2、改變了發(fā)動機(jī)油耗高、實時功率不匹配的現(xiàn)狀，實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)功率作業(yè)過程中實時調(diào)節(jié)，極大地提高了功率匹配效率。

14、3、通過實時調(diào)整發(fā)動機(jī)功率輸出，系統(tǒng)可以根據(jù)實際工作負(fù)荷實現(xiàn)最佳匹配，避免過度功率輸出，保證設(shè)備穩(wěn)定高效運行，調(diào)控過程全程智能化，無需人工干預(yù)。

技術(shù)特征：

1.一種節(jié)能狀態(tài)下的收獲機(jī)發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)負(fù)荷調(diào)控方法，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)根據(jù)發(fā)動機(jī)功率預(yù)測調(diào)控模型輸出功率，根據(jù)轉(zhuǎn)速和扭矩傳感器反饋的數(shù)據(jù)信息，控制器判斷發(fā)動機(jī)功率是否滿足當(dāng)前總功率的需求，如果二者功率匹配，則發(fā)動機(jī)輸出保持不變功率；如果不匹配，則進(jìn)入發(fā)動機(jī)功率調(diào)節(jié)狀態(tài)，控制器控制電噴柴油發(fā)動機(jī)調(diào)節(jié)功率輸出，根據(jù)所設(shè)計的模糊控制器，自動調(diào)節(jié)電控噴油器噴油量，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率預(yù)測調(diào)控模型，通過把圖像傳感器和收獲機(jī)負(fù)載部件傳感器采集到的表型特征和機(jī)械特征數(shù)據(jù)輸入到喂入量預(yù)測模型，進(jìn)一步得到喂入量的預(yù)測值，進(jìn)一步根據(jù)喂入量-功率匹配庫輸出功率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述模糊控制器，將功率差值和變化率轉(zhuǎn)換為模糊變量，建立模糊規(guī)則將模糊規(guī)則表轉(zhuǎn)換為清晰的輸出，根據(jù)解模糊后的輸出結(jié)果，調(diào)控電控噴油器進(jìn)一步來調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出功率。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述喂入量預(yù)測模型，將表型特征和機(jī)械量等參數(shù)輸入到基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制器，通過訓(xùn)練后的控制器得到喂入量的預(yù)測值。

5.一種節(jié)能狀態(tài)下的收獲機(jī)發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)負(fù)荷調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，包括：車載控制器、轉(zhuǎn)速傳感器、扭矩傳感器、圖像傳感器、壓力傳感器電控柴油發(fā)動機(jī)和人機(jī)交互界面。其中，轉(zhuǎn)速傳感器和扭矩傳感器獲取數(shù)據(jù)乘積構(gòu)成功率值。

6.所述轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取發(fā)動機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)速，所述扭矩傳感器用于獲取發(fā)動機(jī)和負(fù)載扭矩，所述圖像傳感器用于識別作物表型特征，所述壓力傳感器獲取喂入量，所述電控柴油發(fā)動機(jī)用于輸出功率，所述車載控制器用于執(zhí)行權(quán)利要求1至4任一項所述的發(fā)動機(jī)功率自適應(yīng)負(fù)荷調(diào)控方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及收獲機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種收獲機(jī)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速自適應(yīng)控制方法及系統(tǒng)。方法包括：收獲機(jī)處于起始作業(yè)狀態(tài)，發(fā)動機(jī)根據(jù)發(fā)動機(jī)功率預(yù)測調(diào)控模型輸出功率，根據(jù)轉(zhuǎn)速和扭矩傳感器反饋的數(shù)據(jù)信息，控制器判斷發(fā)動機(jī)功率是否滿足當(dāng)前總功率的需求。如果二者功率匹配，則發(fā)動機(jī)輸出保持不變功率；如果不匹配，則進(jìn)入發(fā)動機(jī)功率調(diào)節(jié)狀態(tài)，控制器控制電噴柴油發(fā)動機(jī)調(diào)節(jié)功率輸出。根據(jù)所設(shè)計的模糊控制器，自動調(diào)節(jié)電控噴油器噴油量，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出功率。改變了發(fā)動機(jī)油耗高、實時功率不匹配的現(xiàn)狀，實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)功率作業(yè)過程中實時調(diào)節(jié)，極大地提高了發(fā)動機(jī)功率匹配效率。

技術(shù)研發(fā)人員：曹樹坤,湯振宇,曹翀,董興良,王宇,徐蕾,王進(jìn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濟(jì)南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/12