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为降低谷物联合收获机收获作业时因割台高度不当造成的粮食损失，减少割茬高度过高对后续播种环节的影响，利用传感器监测地面起伏变化，设计了一种基于PID调控的割台高度自适应控制系统；设计了基于角度传感器的地面仿形监测机构与割台高度反馈机构，标定并拟合出割台高度与传感器电压信号的线性关系；加装集成式电磁比例阀替换原有割台控制电控换向阀，并进行PWM控制试验。同时，分析了整套自适应控制系统的结构与电液控制原理，并进行了多组田间对照试验，结果表明：设计的基于地面仿形的割台高度自适应控制系统具有稳定的响应速度和理想的控制效果，在平原地区作业时相较于传统人工控制割台的方式有明显的优势，能适应平原地形环境下5～11km/h收获作业速度的要求。研究结果为后续无人驾驶谷物联合收获机的研发设计提供了割台装置控制策略的理论依据。 相似文献
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玉米收获机割台高度自动调控系统设计与试验 总被引：2，自引：0，他引：2
针对目前国内玉米收获机割台操控仍依靠机械调控、调整不便等问题，设计了一种割台高度自动调控系统。该系统包括浮动压紧式仿形机构、STM32控制单元、显示模块、按键模块、电磁阀驱动模块等。浮动压紧式仿形机构由角度传感器、仿形板、扭簧、固定轴等组成，利用ADAMS软件得到了仿形板垂直高度变化情况并设计了扭簧，能够较好贴附地面行走。建立了割台高度自动调控参数模型，采用PID控制算法实现割台高度的自动调控。控制系统通过仿形机构检测割台的离地高度，经STM32控制单元处理后，通过割台油缸自动调整割台的离地高度。测试结果表明，割台在按键模式下调控时平均响应速度为0.42m/s，在自动调控模式下割台实际高度与设定高度的误差在20mm以内，均满足玉米收获机割台调控的需要。研究结果可为玉米收获机智能化设计提供参考。 相似文献
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为了解决穗茎兼收鲜食玉米收获机割台仿形存在的问题,基于超声测距原理,研制了一种穗茎兼收鲜食玉米收获机的割台自适应仿形系统。该系统中,超声波测距传感器安装在割台分禾器前端,用于实时检测割台分禾器与地面高度差,将高度差信号传输至玉米收获机的中心控制终端,由控制终端发出相应调整指令,控制割台调整液压系统进行割台高度调整,实现玉米收获机在作用过程中的割台自适应仿形。以190kW四行的穗茎兼收鲜食玉米收获机为样机,搭载所研制的割台自适应仿形系统,开展仿形系统验证试验,玉米机作业行走平均速度4km/h,割台转速400r/min,安装在2个超声波测距传感器,割茬高度控制在90-110mm范围内,试验结果显示,在累计作业8小时的整个过程中,割台调整平稳,割台无触地现象,试验结果验证了所研制的割台仿形系统的有效性。 相似文献
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针对国内现有甘蔗收获机无法对割台高度实施自动控制的问题,设计了一种割台随动控制系统。系统由自重摆动式仿形机构、STM32控制器、位移传感器、上位机模组、按键模块、电磁阀及驱动模组组成。自重摆动式仿形机构与地面直接接触并保持贴附,实时检测收获作业时的地面起伏变化,同时可以依靠仿形机构外廓曲面减小收获机倒退时地面对自身关键部件的冲击。建立割台高度控制参数模型,运用PID控制算法,有效地实现收获机割台高度的精确控制,进一步提升了甘蔗收获机自动化水平和工作性能。田间试验结果表明,收获机在安装割台随动控制系统后,割台随地形起伏变化而变化,使破头率降低,平均破头率为21%,通过与人工控制收获试验对比,平均破头率下降18.5个百分点。 相似文献
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约翰·迪尔佳联收获机械有限公司生产的218挠性割台是专为收获大豆配备的先进工作部件,具有独特的纵横双向仿形的功能,切割器自身按地面仿形范围达102mm,割茬高度在30mm左右,可适应各种地面条件的收割要求,割茬低、损失小、避免产生“泥花脸”,并有效地提高收获效率。1挠性割台工作原理普通割台的切割器是刚性联接在割台上,而挠性割台的切割器是柔性联接在割台上。工作时切割器拖板始终与地面接触,既能上下仿形,也能左右相对仿形,并且可以局部仿形。仿形部分的重量由地面和弹簧板的弹力支撑。当降低割台时,弹簧板变形量减小,此时拖板对地面… 相似文献
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国产收获机智能化程度普遍较低,农田的实际环境因地点和季节的不同存在着较大的差异这就需要不同的工作参数设置,同时还需要驾驶员在收获作业中保持长时间高度警惕,这大大增加了驾驶员的劳动强度。因此,开发一种能够根据地面高度自适应调节割台高度的系统至关重要。本研究通过结合霍尔效应角度传感器和PLC控制系统,设计了一种接触式地面仿形装置,用于精准调控收获机械的割台高度。为验证设计的有效性,采用Recur Dyn高级多体动力学仿真软件,优化仿形板设计并确保其与地面的紧密贴合。基于仿真结果,建立了割台高度与角度传感器读数之间的数学模型,并进一步设计了基于模糊PID控制的自动调节系统,旨在提升农业机械化收获的效率和准确性。 相似文献
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挠性割台收获大豆技术 总被引：2，自引：0，他引：2
约翰·迪尔佳联联合收割机有限公司生产的218挠性割台是专为收获大豆配备的先进工作部件,联合收获机配备上挠性割台,割台的仿形功能得到充分地体现,可以有效地降低收割损失率。选择大豆黄熟中期至黄熟末期采收,籽粒破碎率可以达到最小,效果最佳。1.挠性割台工作原理挠性割台工作时拖板始终与地面接触,并推倒一定量的松土,仿形部分的重量由地面和弹簧板的弹力支撑,当降低割台时,弹簧板变形量减小,此时拖板对地面的压力变大,反之当升高割台时,弹簧板变形量增大,此时拖板对地面的压力变小。因此,根据地面的松软程度,适当提升或降低割台,从而使… 相似文献
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小型大豆联合收割机经国家农机具质量监督检验中心检验鉴定,结论是：该机具主要指标损失率、含杂率、破碎率都低于设计指标,而效率高于设计指标,总损失率为2．35％;作业效率为0．47公顷儿。该机具的研制成功,其技术关键是解决了割台的仿形难题。l研制课题的提出大豆生长特点是结角高度较低,要保证大《收割中不丢粮,必须降低割茬高度,但割茬太低,割刀易切入土中,割刀剪夹石块,引起割刀损坏无法工作。为满足起伏不平的地块上收割作业,必须设计仿形割台。2几种方案的比较和选择目前收割机割台的仿形有两种：一是光电控制割台;二是… 相似文献
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以实现联合收割机测产功能为研究目标,设计了冲量式流量传感器,并将该核心部件与含水率、地速、割台高度等传感器结合,设计了基于Linux和Exynos4412的联合收割机测产系统,确保该系统工作在一个稳定的自动控制平台之上。为此,具体介绍了冲量式流量传感器的工作原理及系统的软硬件设计等。试验结果表明:联合收割机测产系统相对误差在8个百分点以内,系统稳定,准确率较高,能够达到设计要求。 相似文献
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基于鲁棒反馈线性化的联合收获机割台高度控制策略 总被引：3，自引：0，他引：3
谷物联合收获机割台高度控制非常重要，有效的割台高度控制有助于提高喂入量的稳定性、降低整机各环节的负荷波动。本文提出一种基于鲁棒反馈线性化的割台高度控制策略，该方法可以使割台跟随地面起伏进行俯仰控制调节。首先，基于割台结构和动力学分析建立系统数学模型，选取正弦角度的近似约简条件，将多变量的复杂非线性系统线性转换为典型的非线性系统；通过分析传统的反馈线性化控制研究可控仿射的模型构建方法，在集成鲁棒优化设计控制器基础上，提出鲁棒反馈线性化（Robust feedback linearization，RFL），通过构建灵敏度方程、选取增益来稳定系统；选取液压控制机构，根据控制液压输出的电流参数设计为基于鲁棒反馈线性化控制系统的控制器。将传统的PID控制和本文提出的鲁棒反馈线性化控制进行对比实验，结果表明，在不同行驶速度、地形正弦振幅和地形周期条件下，鲁棒反馈线性化控制下的高度误差均小于传统的PID控制；以3种不同行驶速度在同一起伏地面上行进，鲁棒反馈线性化控制下的高度误差受行驶速度增加的影响小于传统的PID控制。 相似文献
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收获机作为农业生产的重要生产工具，其喂入量控制一直是自动控制领域研究的热点问题。本文通过分析收获机工作方式，建立收获时收获机喂入量变化模型。设计开发收获机作业参数监测系统，以小麦作为实验对象，在我国华北地区开展田间实验，验证系统喂入量监测精度并同步采集产量、含水率和作业速度等参数，系统喂入量监测平均相对误差为8.55%。以收获机在割台高度不变条件下保持额定喂入量为控制目标状态，收获机作业速度作为控制量，采用模型预测的方法对收获机喂入量进行仿真控制。采用灰狼优化算法优化二次规划的权值矩阵，仿真结果表明，权值矩阵优化后，喂入量控制平均绝对误差小于0.1 kg/s,平均降低38.1%。喂入量控制误差与收获区域的产量成反比，与含水率成正比。在相邻时域内产量、含水率变化较小的收获区域效果更好。 相似文献
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为降低大豆联合收获机割台损失率,本文通过分析收获过程得出拨禾轮作用范围、茎秆回弹、拨禾轮高度对割台损失率的影响规律;以最小割台损失率为目标,利用ANSYS-ADAMS联合仿真探究收获不同高度大豆的拨禾轮最优参数。使用ANSYS软件建立大豆植株柔性模型,在ADAMS软件中建立拨禾轮-大豆茎秆刚柔耦合模型,通过单因素预试验确定关键参数的范围,以大豆联合收获机拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离和大豆植株高度为试验因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标开展四因素五水平二次回归中心组合仿真试验,建立了试验因素与试验指标间的数学模型,建立以作用程度最大、拨禾碰撞力最小为目标的优化方程,确定大豆联合收获机拨禾轮最优拨禾速比、最优前移距离、最优高度与大豆植株高度之间存在线性对应关系,大豆联合收获机拔禾轮参数对碰撞力与作用程度影响主次顺序为：拨禾速比、拨禾轮高度、拨禾轮前移距离。开展以拨禾轮高度、拨禾速比、拨禾轮前移距离为因素,以拨禾轮对大豆茎秆的碰撞力、拨禾轮作用程度为指标的仿真试验和以割台损失率为指标的田间试验,模型计算与仿真的碰撞力偏差平均为1.18 N,拨禾轮作用程度偏差量平均... 相似文献
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为提高联合收获机无人驾驶导航路径的精度,本文提出一种基于激光雷达的作物收获导航线实时提取方法。搭建点云数据采集系统,利用平面拟合法确定激光雷达安装高度和安装角度。利用三维激光雷达扫描收获机前方作物的点云数据,结合IMU惯性传感器反馈的姿态信息,实现作物点云数据从激光雷达坐标系到车体坐标系的变换。基于激光雷达扫描视场角、安装高度和安装角度获取感兴趣区域（ROI）的坐标,并对感兴趣区域进行直通滤波和统计滤波,去除灰尘、秸秆粉末等噪声的影响,以实现点云数据无效点和离群点的剔除。提出一种基于栅格八邻域高程差的作物收获导航线快速识别算法,以点云栅格化后在Z轴方向上的坐标值作为检测依据,定义某一栅格与其8个相邻栅格在Z轴坐标上的差值为高程差,遍历栅格并根据设定阈值进行比较判断,实现收获边界点的有效提取。采用最小二乘算法进行收获边界点的拟合,实现田间作业过程中作物收获导航线动态提取。田间试验表明,该方法具有较好的鲁棒性,能在作物稀缺、杂草较多等情况下保持较高的准确性,其中前进方向偏差角平均值为0.872°,割台横向偏差为0.104m,收获导航线准确率为93.5%,可为联合收获机工作提供辅助导航,提高无人驾驶的准确率。 相似文献
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为了准确分析联合收获机不同喂入量检测方法的精度,提出基于割台主动轴功率和倾斜输送器功率的2种喂入量检测方法。以河北冬小麦作为试验对象,以新疆-3型联合收获机为试验平台,进行了喂入量检测系统田间试验。喂入量检测系统包括割台主动轴扭矩传感器、倾斜输送器动力轴扭矩传感器、割台主动轴转速传感器和车载工控机等。对2种喂入量检测方法进行分析,根据试验数据分别建立计算模型,将2种方法的检测结果与实测结果进行对比,结果表明,基于割台主动轴功率的喂入量检测方法平均相对误差为19. 6%,基于倾斜输送器功率的喂入量检测方法平均相对误差为16. 1%。2种方法的检测精度在一定程度上能满足田间应用需求,基于倾斜输送器功率的喂入量检测方法检测精度稍高。 相似文献