专利名称：一种联合收割机控制装置的制作方法
技术领域：
一种联合收割机控制装置技术领域[0001]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。
背景技术：
[0002]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。[0003]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[0004]本发明的主要目的在于提供一种联合收割机控制装置，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。[0005]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。[0006]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。[0007]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。
[0008]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；[0009]附图2为本发明联合收割机控制装置的结构框图。[0010]附图3为本发明联合收割机控制装置的主程序流程图。[0011]图中:1.发动机；2.液压无级变速器；3.变速箱；4.行走机构驱动轮轴；5.传输带主动轮轴。
具体实施方式
[0012]
以下结合附图和具体实施方式
对本发明联合收割机控制装置及控制方法作进一步的说明。[0013]请参照图1所示，本发明联合收割机控制装置包括有提供动力的发动机1，第一传动装置、行走机构、第二传动装置和传输带，发动机I的输出轴通过第一传动装置和行走机构驱动轮轴4连接，行走机构驱动轮轴4又通过第二传动装置和传输带主动轮轴5连接，所述第一传动装置包括传动带和用于调节行走机构前进速度的调速器，调速器包括液压无级变速器2和变速箱3，所述发动机I的输出轴通过传动带、液压无级变速器2和变速箱3把动力传给行走机构驱动轮轴4，该行走机构驱动轮轴4又通过第二传动装置将动力直接传递给传输带主动轮轴5。本发明中的液压无级变速器2用于无级调速，其能够很方便地实现行走机构驱动轮轴4前进速度的调整，而行走机构驱动轮轴4前进速度的变化又直接带动传输带主动轮轴5传输速度的变化。在本发明中，传输带的传输速度的变化通过行走机构的调节控制，从而在系统结构上消除传输带这一纯滞后环节或者转化为一个小时间常数的纯滞后环节，进而使得脱粒喂筒的喂入量随行驶速度的变化而立刻变化，从而大大改善控制性能。[0014]请参照图2所示，本发明联合收割机控制装置中还包括负荷反馈控制装置，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。模糊控制模块用于将第一检测元件检测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；PID控制模块用于将第二检测元件检测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控制算法调控行走机构前进速度。在行走机构的行走速度和割台高度、幅宽及作物状态等的复合作用下，作物通过传输带输送给脱粒滚筒。作用在收割机脱粒滚筒上的合成转矩等于发动机通过皮带提供给滚筒的主动转矩减去作物等负荷作用在滚筒上的负载转矩。因为脱粒滚筒负荷转矩能更准确的反映联合收割机滚筒喂入量的大小，并比脱粒滚筒转速提前反映脱粒滚筒的负荷情况，因此通过检测到的脱粒滚筒负荷转矩构成滚筒负荷转矩控制回路，可以用来提高滚筒转速控制系统的动态控制性能，以便更好地保证脱粒滚筒工作在最佳工作状态。[0015]请参照图3所示，其为本发明联合收割机控制装置的主程序流程图，本发明中的负荷反馈控制装置主程序进行系统初始化后，首先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；[0016]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。[0017]采用本发明联合收割机控制装置，传输带的传输速度的变化通过行走机构的调节控制，从而在系统结构上消除传输带这一纯滞后环节或者转化为一个小时间常数的纯滞后环节，进而使得脱粒喂筒的喂入量随行驶速度的变化而立刻变化，从而大大改善控制性能。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，进而提高联合收割机的工作效率，降低故障率。[0018]以上，详细说明了本发明的优选实施例，但本发明要求保护的权利范围并不限于此，利用了本发明的基本概念，所属技术领域的技术人员进行的各种变形以及改善，仍属于本发明请求的权利范围。
权利要求1.一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，其特征在于:所述行走机构的驱动轮轴通过第二传动装置和传输带主动轮轴连接。
专利摘要一种联合收割机控制装置，包括负荷反馈控制装置、发动机、第一传动装置、行走机构、第二传动装置和传输带，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，行走机构的驱动轮轴通过第二传动装置和传输带主动轮轴连接。本实用新型的传输带动力由行走机构传递，消除了传输带纯滞后环节，改善了控制性能。
文档编号A01D41/127GK203057868SQ20122054329
公开日2013年7月17日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者赵德安, 李菊, 秦云, 张军 申请人:江苏大学