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联合收割机负荷反馈系统多信号处理方法的研究

黄治根  
【摘要】: 随着微电子和计算机技术的迅速发展,现代农业机械已广泛采用自动监测和自动控制技术。联合收割机是现代农业机械之一,已广泛地应用于我国农业生产中,其作用越来越重要,将自动控制技术引入联合收割机,实现对联合收割机作业情况的自动控制,不仅大大减少了操作人员的劳动强度,而且提高了联合收割机生产效率和作业质量,并对加快实现农业机械化,自动化和智能化发展具有重要的意义。 针对我国联合收割机自动化水平低、故障频率高和可靠性差等问题,本论文通过分析和研究联合收割机的工作过程,寻求联合收割机的负荷变化与作业质量及作业效率之间的规律,确定了喂入量、脱粒滚筒转速、输粮搅龙转速、损失量等状态量是反映联合收割机负荷的主要状态量,并通过分析各状态量与负荷之间的关系,引入智能控制算法,提出了基于多信号融合的负荷反馈控制方法,设计了基于ARM的负荷反馈控制系统,通过调节联合收割机的前进速度实现机组的满负荷工作。 在本论文中,负荷反馈控制系统的硬件设计被分为六个模块:信号采集模块、主控制单元模块、步进电机调速模块、通讯模块、声光报警模块和液晶显示模块,详细的介绍各模块的设计原理和方法,搭建了负荷反馈控制系统的硬件平台。同时针对采集到的多信号进行智能算法处理,从多信号融合的角度,引入模糊控制原理,为各个信号设计了二维模糊控制器,并根据理论分析和试验得出各个信号在控制系统的重要性,合理地设定各个信号的权重比,构建起整个负荷反馈控制系统的多维模糊控制系统,并详细阐述了各模糊控制器的控制原理和设计过程。 最后,利用Matlab的Simulink仿真软件对联合收割机负荷反馈控制系统进行了系统仿真验证了系统软硬件设计的合理性,控制算法的有效性,同时在碧浪牌4LZ-2.0联合收割机上安装了所设计的负荷反馈控制系统进行田间试验,进一步验证控制系统的可行性和有效性,实现了联合收割机的负荷反馈控制。


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