CN110089262A - 滚筒转速控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滚筒转速控制方法及装置，涉及农机控制技术领域。该滚筒转速控制方法包括滚筒转速传感器将滚筒转速的信息输入到控制器中；所述控制器将所述滚筒转速与目标转速进行对比，得到转速偏差值；所述控制器根据所述转速偏差值输出调速信号，并发送至对应的调速电磁阀；所述调速电磁阀收到所述调速信号后调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与预设的目标转速相等。本发明解决了农机滚筒转速控制精度不高，滚筒转速不恒定的技术问题。

Description

滚筒转速控制方法及装置

技术领域

本发明涉及农机控制技术领域，尤其是涉及一种滚筒转速控制方法及装置。

背景技术

近年来，国家在政策上加大了农业的支持力度，在经济上增加了投入，在科技上也增加了项目支持。鉴于国家政策的支持，土地集约化在农业发展中体现出越来越重要的价值，土地的种植逐渐由小作坊式向工业化生产模式转换。土地的集约化刺激着更多的年轻人开始从事农业，同时对农机的高效性、经济性和舒适性等方面提出越来越多的需求。

目前收获机已经不再是只针对某一种作物，而是真正意义上的谷物联合收割机，可以收割玉米、大豆、水稻、小麦、油菜籽、葵花籽等等，用户只需要更换割台，调整一下滚筒速度即可。轴流滚筒转速在谷物脱粒清选过程中是至关重要的因素，转速过慢可能导致脱粒不净而使损失过大，转速过快又会导致谷物破碎率过高，小的籽粒可能被清选风机夹杂在秸秆中吹出，也会造成损失过大。因此，滚筒速度的恒定成为作物收获质量的关键因素。

滚筒速度的调节大多通过无极变速轮实现，而无极变速轮的调节是通过液压系统调节的，同时在回路中加入了液压锁，保证液压油路不会因为压力过大出现泄漏而导致转速下降的情况。因为压力过高，液压锁的锁止是通过金属结构件之间的相互配合实现的。国外的液压锁成本比较高，不适用于农机这种直接面对农户的产品，而国内大部分供应商加工精度较低，导致了金属机构件之间不能完美结合，这样就会出现油路泄漏的现象。国内厂家均致力于加工精度的提高，但是目前取得的成果还不能满足收获机的需要。

基于此，本发明提供了一种滚筒转速控制方法及装置以解决上述的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚筒转速控制方法，以解决现有技术中存在的农机滚筒转速控制精度不高，滚筒转速不恒定的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种滚筒转速控制装置,所述滚筒转速控制装置，用于解决农机滚筒转速控制精度不高的技术问题。

基于上述第一目的，本发明提供了一种滚筒转速控制方法，包括以下步骤：

滚筒转速传感器将滚筒转速的信息输入到控制器中；

所述控制器将所述滚筒转速与目标转速进行对比，得到转速偏差值；

所述控制器根据所述转速偏差值输出调速信号，并发送至对应的调速电磁阀；

所述调速电磁阀收到所述调速信号后调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与预设的目标转速相等。

可选的，上述滚筒转速控制方法，在步骤“滚筒转速传感器将滚筒的转速信息输入到控制器中”前，还包括以下步骤：

用户通过显示屏选择当前收获作物；

控制器根据当前收获作物确定滚筒的目标转速；

电机转速传感器通过数据总线将电机的转速信息输入到所述控制器中；

所述控制器根据所述电机的转速信息调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与所述目标转速相等。

可选的，上述滚筒转速控制方法，步骤“控制器根据当前收获作物确定滚筒的目标转速”中包括以下步骤：

轴流滚筒扭矩传感器将滚筒扭矩的信息输入到控制器中；

所述控制器根据所述滚筒扭矩和经验值确定滚筒的目标转速。

可选的，上述滚筒转速控制方法，所述控制器对滚筒的转速的控制采用自适应的模糊控制策略。

可选的，上述滚筒转速控制方法，所述控制器能够自动检测所述调速电磁阀的死区和响应时间。

可选的，上述滚筒转速控制方法，所述显示屏能够显示滚筒堵塞的报警信息。

可选的，上述滚筒转速控制方法，所述控制器采用PID调节方式进行控制。

可选的，上述滚筒转速控制方法，所述目标转速通过手动方式进行设置。

基于上述第二目的，本发明提供了一种滚筒转速控制装置,所述滚筒转速控制装置包括滚筒转速传感器、调速电磁阀和控制器；

所述滚筒转速传感器和所述调速电磁阀均与所述控制器连接；

所滚筒转速传感器，用于将滚筒转速的信息输入到控制器中；

所述控制器，用于将所述滚筒转速与目标转速进行对比，得到转速偏差值；

所述控制器，还用于根据所述转速偏差值输出调速信号，并发送至对应的调速电磁阀；

所述调速电磁阀，用于在收到所述调速信号后调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与预设的目标转速相等。

本发明提供的所述滚筒转速控制方法，滚筒转速传感器将滚筒转速的信息输入到控制器中；所述控制器将所述滚筒转速与目标转速进行对比，得到转速偏差值；所述控制器根据所述转速偏差值输出调速信号，并发送至对应的调速电磁阀；所述调速电磁阀收到所述调速信号后调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与预设的目标转速相等。本发明在滚筒的转速过高时，控制器根据转速偏差值输出调速信号，并发送至使滚筒转速降低的调速电磁阀，使滚筒转速降低的调速电磁阀根据调速信号实现降低滚筒的转速；滚筒的转速过低时，控制器根据转速偏差值输出调速信号，并发送至使滚筒转速升高的调速电磁阀，使滚筒转速升高的调速电磁阀根据调速信号实现升高滚筒的转速。

本发明提供的所述滚筒转速控制装置，包括滚筒转速传感器、调速电磁阀和控制器；所述滚筒转速传感器和所述调速电磁阀均与所述控制器连接；所滚筒转速传感器，用于将滚筒转速的信息输入到控制器中；所述控制器，用于将所述滚筒转速与目标转速进行对比，得到转速偏差值；所述控制器，还用于根据所述转速偏差值输出调速信号，并发送至对应的调速电磁阀；所述调速电磁阀，用于在收到所述调速信号后调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与预设的目标转速相等。

基于此，本发明较之原有技术，具有对农机滚筒转速控制精度高从而使滚筒的转速恒定的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的滚筒转速控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的滚筒转速控制方法前置步骤的流程图；图3为本发明实施例提供的滚筒转速控制方法的控制逻辑流程图；图4为本发明实施例提供的滚筒转速控制装置的控制原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例提供的滚筒转速控制方法的种流程图；图2为本发明实施例提供的滚筒转速控制方法的前置步骤的流程图；图3为本发明实施例提供的滚筒转速控制方法的控制逻辑流程图。

如图1所示，在本实施例中提供了一种滚筒转速控制方法，所述滚筒转速控制方法包括以下步骤：

步骤S11，滚筒转速传感器将滚筒转速的信息输入到控制器中；

步骤S12，所述控制器将所述滚筒转速与目标转速进行对比，得到转速偏差值；

步骤S13，所述控制器根据所述转速偏差值输出调速信号，并发送至对应的调速电磁阀；

步骤S14，所述调速电磁阀收到所述调速信号后调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与预设的目标转速相等。

利用本发明提供的所述滚筒转速控制方法对农机的滚筒进行调速的工作过程如下：在滚筒的转速过高时，设置在滚筒上的滚筒转速传感器将滚筒的转速信息通过数据总线输入到控制器中，控制器将当前的滚筒转速与预设的目标转速进行对比，得出转速偏差值；控制器根据转速偏差值输出调速信号，并发送至使滚筒转速降低的调速电磁阀，即降速电磁阀，降速电磁阀根据调速信号对滚筒进行调速，以实现降低滚筒的转速；滚筒的转速过低时，设置在滚筒上的滚筒转速传感器将滚筒的转速信息通过数据总线输入到控制器中，控制器将当前的滚筒转速与预设的目标转速进行对比，得出转速偏差值；控制器根据转速偏差值输出调速信号，并发送至使滚筒转速升高的调速电磁阀，即提速电磁阀，提速电磁阀根据调速信号对滚筒进行调速，以实现升高滚筒的转速。上述过程最终的目的是将滚筒的速度调整为目标转速，并保持恒定，从而保证农机的工作质量。

基于此，本发明较之原有技术，具有保持滚筒转速恒定的优点。

如图2所示，本实施例的可选方案中，在步骤“滚筒转速传感器将滚筒的转速信息输入到控制器中”前，还包括以下步骤：

步骤S21，用户通过显示屏选择当前收获作物；

步骤S22，控制器根据当前收获作物确定滚筒的目标转速；

步骤S23，电机转速传感器通过数据总线将电机的转速信息输入到所述控制器中；

步骤S24，所述控制器根据所述电机的转速信息调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与所述目标转速相等。

由于在收获作业时，随着作物的不同，作物干湿度的不同，作物产量的不同，以及作业前进速度的不同，都需要滚筒以不同的转速来实现良好的脱离清选效果。本发明提实施例提供的滚筒转速控制方法，显示屏可以选择当前收割的作物，作物选择通过CAN总线发送到控制器，可根据不同的作物对滚筒的转速进行控制。控制过程包括：用户通过显示屏选择当前收获作物，控制器读取当前的作物选择后，能根据滚筒扭矩(滚筒扭矩由轴流滚筒扭矩传感器实时采集提供)的大小，参照数据库内的经验值，获得最合适的滚筒的转速值，并将该滚筒的转速值设定为目标转速，控制器按照此标准进行闭环控制。

因此，在步骤“控制器根据当前收获作物确定滚筒的目标转速”中包括以下步骤：

轴流滚筒扭矩传感器将滚筒扭矩的信息输入到控制器中；

所述控制器根据所述滚筒扭矩和数据库中的经验值确定滚筒的目标转速。

本实施例的可选方案中，所述控制器对滚筒的转速的控制采用自适应的模糊控制策略。

进一步的，所述控制器能够自动检测所述调速电磁阀的死区和响应时间。

如图3所示，控制器对于滚筒转速的控制采用自适应的模糊控制策略，且控制器中加入了自学习功能，可以自动检测不同调速电磁阀(提速电磁阀和降速电磁阀)的死区和响应时间，死区和响应时间的判定是通过安装在管路上的压力传感器得出的，通过压力值的变化，控制器可以记录不同调速电磁阀的性能参数，并且加入到控制程序中，提高对转速的控制精度。在自学习的控制过程中，通过缓慢增大调速电磁阀的输出，同时监控阀口压力值的变化，在发生变化的时候能够提取此时的输入值，并作为实时数据保存。

本实施例的可选方案中，所述控制器采用PID调节方式进行控制。

进一步的，所述PID调节方式包括阶梯式和线性式。

在控制过程中能够选取合适的PID调节，能够以较快的速度、较高的精度达到预设的标准值，从而保证最好的作业效果。目前采用的方式有两种：阶梯式和线性式。阶梯式采用的设定几个阈值，在达到此阈值时，对应着相应的输出；线性式则是整个调节过程均采用比例式，对于每个不同的转速差值均对应着不同的调速电磁阀输出。这样保证在实际转速与目标转速相差过大时能够快速调整对应的调速电磁阀，而在转速差值较小时能够输出较小的值，实现滚筒的缓慢调速，从而避免了超调。

在上述技术方案中，进一步的，所述显示屏能够显示滚筒堵塞的报警信息。

在用户操作不当或是农机部件调整不适合当前作物时，可能造成滚筒堵塞现象，此时若强行提高滚筒转速可能会导致杆齿等部件的损坏，此时控制器能够实时给出判断，同时在显示屏上显示堵塞的报警，提醒用户采取合适的措施，使堵塞状态得以改善。用户的改善措施主要是降低车速、提高收割高度、调整滚筒等脱粒清选部件等，提高作业效果。

另外，还可以通过手动干预的形式，重新设置目标转速。若用户对于当前的设定的目标转速不满意，可以通过手动调整开关，进行转速的调节，在调节到合适的转速后，控制器能够实时采集此信号，并且重新修订预设的目标转速，使转速满足用户需求。

本发明实施例提供的滚筒转速控制方法，难点在于根据当前收获作业的作物种类和工况，同时根据实时扭矩和预设的数据库得出当前滚筒的最优工作转速，并且以此转速为设定的目标转速，进行转速的恒定控制。在控制过程中通过模糊控制，实现转速的快稳准调节。在控制前能根据压力传感器的反馈值，通过自学习，将电磁阀的死区和响应时间进行存储，保证整个液压调控系统的性能。

实施例二

图4为本发明实施例提供的滚筒转速控制装置的控制原理框图。如图4所示，该实施例提供了一种滚筒转速控制装置，所述滚筒转速控制装置包括滚筒转速传感器、调速电磁阀和控制器；

所述滚筒转速传感器和所述调速电磁阀均与所述控制器连接；

所滚筒转速传感器，用于将滚筒转速的信息输入到控制器中；

所述控制器，用于将所述滚筒转速与目标转速进行对比，得到转速偏差值；

所述控制器，还用于根据所述转速偏差值输出调速信号，并发送至对应的调速电磁阀；

所述调速电磁阀，用于在收到所述调速信号后调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与预设的目标转速相等。

本实施例的可选方案中，还包括轴流滚筒扭矩传感器、车速传感器、发动机转速传感器、显示屏、液压阀、压力传感器和无级变速轮；

整个工作过程如下：用户通过显示屏选择当前收获作物，发动机转速传感器通过CAN总线输入控制器，作为控制策略的起动条件，同时在轴流滚筒上安装轴流滚筒扭矩传感器，在车辆上安装车速传感器，这两个传感器信号同样输入到控制器中，作为输出值的调整变量条件。在转速过高时，能够输出降低信号使滚筒转速降低的电磁阀得电，实现转速下降，在转速过低时，能够输出提升信号使滚筒提速的电磁阀得电，实现滚筒提速。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种滚筒转速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

滚筒转速传感器将滚筒转速的信息输入到控制器中；

所述控制器将所述滚筒转速与目标转速进行对比，得到转速偏差值；

所述控制器根据所述转速偏差值输出调速信号，并发送至对应的调速电磁阀；

所述调速电磁阀收到所述调速信号后调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与预设的目标转速相等。

2.根据权利要求1所述的滚筒转速控制方法，其特征在于，在步骤“滚筒转速传感器将滚筒的转速信息输入到控制器中”前，还包括以下步骤：

用户通过显示屏选择当前收获作物；

控制器根据当前收获作物确定滚筒的目标转速；

电机转速传感器通过数据总线将电机的转速信息输入到所述控制器中；

所述控制器根据所述电机的转速信息调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与所述目标转速相等。

3.根据权利要求2所述的滚筒转速控制方法，其特征在于，步骤“控制器根据当前收获作物确定滚筒的目标转速”中包括以下步骤：

轴流滚筒扭矩传感器将滚筒扭矩的信息输入到控制器中；

所述控制器根据所述滚筒扭矩和数据库中的经验值确定滚筒的目标转速。

4.根据权利要求1所述的滚筒转速控制方法，其特征在于，所述控制器对滚筒的转速的控制采用自适应的模糊控制策略。

5.根据权利要求1所述的滚筒转速控制方法，其特征在于，所述控制器能够自动检测所述调速电磁阀的死区和响应时间。

6.根据权利要求2所述的滚筒转速控制方法，其特征在于，所述显示屏能够显示滚筒堵塞的报警信息。

7.根据权利要求1所述的滚筒转速控制方法，其特征在于，所述控制器采用PID调节方式进行控制。

8.根据权利要求7所述的滚筒转速控制方法，其特征在于，所述PID调节方式包括阶梯式和线性式。

9.根据权利要求1所述的滚筒转速控制方法，其特征在于，所述目标转速通过手动方式进行设置。

10.一种滚筒转速控制装置，其特征在于，所述滚筒转速控制装置包括滚筒转速传感器、调速电磁阀和控制器；

所述滚筒转速传感器和所述调速电磁阀均与所述控制器连接；

所滚筒转速传感器，用于将滚筒转速的信息输入到控制器中；

所述控制器，用于将所述滚筒转速与目标转速进行对比，得到转速偏差值；

所述控制器，还用于根据所述转速偏差值输出调速信号，并发送至对应的调速电磁阀；

所述调速电磁阀，用于在收到所述调速信号后调节滚筒的转速，以使滚筒的转速与预设的目标转速相等。