[發(fā)明專利]一種播種機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)控方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711012908.4
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107733321B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡建平;劉偉;駱佳明;韓綠化;楊德勇;董立立
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H02P29/00
• 分類號: H02P29/00;H02P29/20;A01C7/00
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本發(fā)明提供了一種播種機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)控方法，一種播種機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，包括工控機(jī)和驅(qū)動電機(jī)；所述工控機(jī)包括機(jī)組速度融合模塊、排種流量監(jiān)測模塊、驅(qū)動電機(jī)理論轉(zhuǎn)速決策模塊、轉(zhuǎn)速偏差推理模塊、控制參數(shù)整定模塊、排種軸轉(zhuǎn)速調(diào)整模塊和排種軸轉(zhuǎn)速控制模塊；定位信號接收器固定在駕駛室頂部，用于接收地理位置信號；所述定位信號接收器與驅(qū)動電機(jī)理論轉(zhuǎn)速決策模塊連接；速度傳感器安裝在播種機(jī)驅(qū)動輪上，用于測量播種機(jī)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速；所述速度傳感器與機(jī)組速度融合模塊連接，加速度傳感器安裝在播種機(jī)機(jī)架橫梁上，用于測量播種機(jī)加速度；所述加速度傳感器與機(jī)組速度融合模塊連接。本發(fā)明可以解決的是機(jī)組作業(yè)狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測以及播量精準(zhǔn)調(diào)控的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化領(lǐng)域，特別涉及一種播種機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

播種過程智能化已成為農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的一大熱點研究問題，播種機(jī)自適應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)由此應(yīng)運(yùn)而生。通過設(shè)定或?qū)氩シN處方圖，實現(xiàn)智能播種。傳統(tǒng)由鏈傳動驅(qū)動排種器的播種機(jī)械，在潮濕、泥濘的土壤環(huán)境中，易受驅(qū)動輪空轉(zhuǎn)及打滑的影響造成重播或漏播等問題，為降低播種機(jī)具作業(yè)過程中驅(qū)動輪滑移對播種質(zhì)量的影響，采用電力拖動系統(tǒng)代替以地輪為動力源的鏈條傳動系統(tǒng)已成為播種機(jī)發(fā)展的新趨勢，專利CN201110398048.9以步進(jìn)電機(jī)代替地輪鏈條系統(tǒng)驅(qū)動排種器，簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，但其仍以地輪轉(zhuǎn)速作為獲取機(jī)具前進(jìn)速度的單一因素，沒有消除由于地輪空轉(zhuǎn)、滑移導(dǎo)致的機(jī)具前進(jìn)速度測量偏差，從而造成播種機(jī)漏播、重播現(xiàn)象。

為加快播種機(jī)智能化進(jìn)程，降低人工勞動力，實現(xiàn)信息化播種作業(yè)，為后續(xù)田間管理、收獲等工作提供數(shù)據(jù)支撐，需在機(jī)組關(guān)鍵位置安裝傳感器，除反饋機(jī)具前進(jìn)速度外，還要求能夠?qū)崟r反饋機(jī)具空間位置、單位距離內(nèi)種子流量，作為調(diào)整排種器轉(zhuǎn)速的重要依據(jù)。專利CN201210144176.5提供一種播種機(jī)的智能監(jiān)控方法，該方法缺乏轉(zhuǎn)速監(jiān)控手段，由主控制系統(tǒng)直接控制調(diào)速電機(jī)，易在作業(yè)過程中受到信號干擾，無法及時消除播量偏差，從而造成實際播量與理論播量的誤差。

目前，雖然國內(nèi)外播種機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不斷推陳出新，但實際應(yīng)用中排種軸轉(zhuǎn)速仍以固定參數(shù)的調(diào)節(jié)算法為主，不涉及控制參數(shù)的在線優(yōu)化功能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種播種機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)控方法，解決的是機(jī)組作業(yè)狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測以及播量精準(zhǔn)調(diào)控的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種播種機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，包括工控機(jī)和驅(qū)動電機(jī)；所述工控機(jī)包括機(jī)組速度融合模塊、排種流量監(jiān)測模塊、驅(qū)動電機(jī)理論轉(zhuǎn)速決策模塊、轉(zhuǎn)速偏差推理模塊、控制參數(shù)整定模塊、驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整模塊和驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊；

定位信號接收器固定在駕駛室頂部，用于接收地理位置信號；所述定位信號接收器與驅(qū)動電機(jī)理論轉(zhuǎn)速決策模塊連接，驅(qū)動電機(jī)理論轉(zhuǎn)速決策模塊通過查表法將地理位置信號轉(zhuǎn)換為所在區(qū)域的理論播量Q，即：Q＝f(N,E)，式中：N為播種機(jī)的北緯坐標(biāo)，E為播種機(jī)東經(jīng)坐標(biāo)；

速度傳感器安裝在播種機(jī)驅(qū)動輪上，用于測量播種機(jī)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速；所述速度傳感器與機(jī)組速度融合模塊連接，用于將第u次采樣的播種機(jī)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速n_u作為機(jī)組速度融合模塊的輸入；加速度傳感器安裝在播種機(jī)機(jī)架橫梁上，用于測量播種機(jī)加速度；所述加速度傳感器與機(jī)組速度融合模塊連接，用于將第u次采樣的播種機(jī)加速度a_u作為機(jī)組速度融合模塊的輸入；

所述機(jī)組速度融合模塊將輸入的第u次采樣的播種機(jī)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速n_u和第u次采樣的播種機(jī)加速度a_u通過速度融合算法轉(zhuǎn)換為第u次采樣的播種機(jī)速度v_u，具體為：

式中：

n_u為第u次采樣的播種機(jī)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/min；