[發明專利]一種谷物清選裝置自適應控制系統及方法

在審

• 申請號: 202211061852.2
• 申請日: 2022-08-24
• 公開（公告）號: CN115532596A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 張勁松;胡偉;周德義;劉大欣;吳寶廣;于春生;付明剛;朱慨迅;于海業;侯鵬飛
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B07B1/42
• 分類號: B07B1/42;B07B11/04;B07B11/02;B07B1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種谷物清選裝置自適應控制系統及方法，上篩、下篩振動頻率和篩板開度均獨立可控，能夠根據清選裝置的工作狀態進行多參數自適應自動決策，降低籽粒清選含雜率，提高工作效率。該系統包括機械裝置、觸摸顯示屏、測量傳感裝置、中央智能控制器、執行輸出機構。中央智能控制器通過設置在機械裝置內的多個傳感器獲得清選裝置的實時工作狀態，以降低籽粒含雜率為控制依據，當籽粒含雜率大于預設值時，依據自適應控制策略進行自動決策，并周期性調節上、下篩振動頻率、篩板開度及風速，自動存儲所有控制參數及狀態數據，在智能谷物清選系統開發領域具有重要意義。

技術領域

本發明屬于谷物清選技術領域，更確切地說，本發明涉及一種谷物清選裝置自適應控制系統及方法。

背景技術

清選裝置是谷物收割機的關鍵部件之一，對整機的作業效率和作業質量都有重大影響。設計合理、高效的控制系統與控制策略，對降低清選籽粒損失率和含雜率，提高收獲效率和收獲品質有重要意義。目前的清選裝置控制策略大多使用手動與開環控制，需要操作員憑借經驗進行判斷與操作，而且控制量單一，無法達到最優清選作業效果。

發明內容

本發明針對谷物清選裝置缺乏閉環控制策略，可控要素單一的問題，提供了一種谷物清選裝置自適應控制系統及方法，控制系統以籽粒含雜率為檢測和控制目標，使用的控制系統和控制策略，可自動調節振動篩頻率、振動篩開度和風機風速。

一種谷物清選裝置自適應控制系統，包括機械裝置、觸摸顯示屏、測量傳感裝置、中央智能控制器和執行輸出機構。

所述的機械裝置包括清選上篩、清選下篩、機架、貫流風機、上篩開度調節裝置和下篩開度調節裝置；

所述的清選上篩安裝于機架的前端上部，清選下篩安裝于清選上篩下方，貫流風機安裝于機架內部，出風口朝向清選上篩和清選下篩，上篩開度調節裝置與清選上篩連接，下篩開度調節裝置和清選下篩連接；

所述的觸摸顯示屏安裝在電氣控制柜的面板上，電氣控制柜固定在收獲機駕駛艙內；觸摸顯示屏通過LAN總線連接到中央智能控制器，用于顯示操作界面、傳感器數據及設置參數；所述的觸摸顯示屏為電容式觸摸屏，面板尺寸不低于8寸，LAN接口不低于1個；

所述的測量傳感裝置包括含雜率檢測裝置、上篩頻率測量開關、下篩頻率測量開關、風速傳感器；

所述的含雜率檢測裝置安裝在機架上，正對清選下篩的出料口下方，通過LAN接口連接到中央智能控制器；所述的含雜率檢測裝置為CMOS圖像傳感器，采集圖片分辨率不低于200萬像素；

所述的上篩頻率測量開關安裝在清選上篩外側支架上，通過信號輸入總線連接到中央智能控制器；清選上篩運動到上篩頻率測量開關所在位置時會觸發上篩頻率測量開關，通過計算單位時間內上篩頻率測量開關的觸發次數可得到清選上篩的振動頻率；所述的上篩頻率測量開關為反射式光電接近開關，感應距離不低于4mm；

所述的下篩頻率測量開關安裝在清選下篩外側支架上，通過信號輸入總線連接到中央智能控制器；清選下篩運動到下篩頻率測量開關所在位置時會觸發下篩頻率測量開關，通過計算單位時間內下篩頻率測量開關的觸發次數可得到清選下篩的振動頻率；所述的下篩頻率測量開關為反射式光電接近開關，感應距離不低于4mm；

所述的風速傳感器安裝在清選上篩和清選下篩雜質出口處，用于測量清選上篩風道末端的風速；所述的風速傳感器為微型風速傳感器，量程0-20m/s，系統誤差不高于1％；

所述的中央智能控制器安裝在電氣控制柜的內部；中央智能控制器為嵌入式單片機系統，其處理器不低于32位，I/O輸入接口不低于4個，I/O輸出接口不低于8個，D/A轉換通道不低于5個，LAN接口不低于2個；

所述的執行輸出機構包括上篩比例控制閥、上篩驅動馬達、下篩比例控制閥、下篩驅動馬達、風速控制比例閥、風機驅動馬達、上篩開度控制器、上篩開度調節電機、下篩開度控制器、下篩開度調節電機；