玉米聯(lián)合收獲機脫粒清選監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、脫粒清選裝置是玉米聯(lián)合收獲機的關(guān)鍵裝置，決定著收獲機的作業(yè)性能和效率。由于受到惡劣且多變的田間環(huán)境的影響，脫粒清選裝置的工作性能無法充分發(fā)揮，籽粒破碎率和損失量較高，且極易發(fā)生滾筒堵塞等故障現(xiàn)象。本文針對脫粒清選裝置工作過程中非線性、時變且滯后的特點，分析影響脫粒清選效果的主要因素。在此基礎(chǔ)上，以PLC為核心控制器，觸摸屏為監(jiān)測和控制界面，開發(fā)脫粒清選監(jiān)控系統(tǒng)，對關(guān)鍵參數(shù)進行監(jiān)測和預警，對液壓執(zhí)行元件參數(shù)進行調(diào)整，通過模糊控制得到作業(yè)速

2、度改變量，對行走速度進行調(diào)整，使得脫粒清選裝置在保證可靠性的前提下充分發(fā)揮工作性能。
　　研究脫粒清選原理，對影響脫粒清選效果的主要因素進行分析，主要包括滾筒轉(zhuǎn)速、脫粒間隙、喂入量、籽粒含水率、風機風量與出風口傾角、清選篩箱振動頻率與幅度、魚鱗篩開度等，針對這些影響因素，確定監(jiān)測量和控制量，制定脫粒清選監(jiān)控系統(tǒng)總體方案。
　　研究模糊控制原理和模糊控制算法，設(shè)計以滾筒角速度偏差和偏差變化率為輸入、收獲機行走速度變化量為輸出的

3、脫粒滾筒二維模糊控制器，結(jié)合實際操控經(jīng)驗制定模糊推理規(guī)則，建立模糊控制查詢表，采用模糊控制算法對脫粒滾筒負荷進行控制。
　　針對監(jiān)控系統(tǒng)方案進行硬件設(shè)計，主要包括水分傳感器、壓力傳感器、動態(tài)扭矩傳感器選型及布置，收獲機行走速度、滾筒轉(zhuǎn)速、風機轉(zhuǎn)速、篩箱驅(qū)動轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵轉(zhuǎn)速檢測及調(diào)節(jié)，脫粒間隙檢測及調(diào)節(jié)，根據(jù)系統(tǒng)需求對PLC與觸摸屏進行選型，并對PLC輸入輸出端子進行合理分配。
　　針對監(jiān)控系統(tǒng)流程進行軟件設(shè)計，主要包括數(shù)字量和

4、模擬量傳感器采集關(guān)鍵參數(shù)的梯形圖程序，控制液壓執(zhí)行元件的梯形圖程序，實現(xiàn)模糊控制算法的梯形圖程序，開發(fā)觸摸屏，設(shè)計初始參數(shù)設(shè)置、關(guān)鍵參數(shù)采集及顯示、液壓執(zhí)行元件控制及報警等人機交互界面。
　　運用MATLAB Fuzzy Logic Toolbox設(shè)計脫粒滾筒模糊控制器，通過Simulink對滾筒模糊控制進行建模并仿真，結(jié)果證明了應用模糊控制算法對滾筒進行負荷控制的正確性和可行性;搭建脫粒清選監(jiān)控系統(tǒng)實驗臺進行實驗，模擬各關(guān)鍵參數(shù)