CN110347045B - 基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法 - Google Patents

基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法，其步骤包括：1构建案例库；2计算当前清选对象的草谷比和含水率并进行匹配；3将最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；4构建隶属度函数；5根据清选含杂率和清选损失率的变化趋势，在极高或者偏高的趋势状态下给出相应的分风板角度、上筛开度和风机转速等清选工况的调控策略。本发明能根据清选工况调控后的清选性能的变化，自主调整调控策略的执行顺序，从而使清选调控策略更加有效率、更加智能化。

Description

基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制 方法
技术领域
本发明属于农用机械的智能调控领域，具体的说是一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法。
背景技术
对于稻麦联合收割机，清选性能是衡量整机作业性能的一个重要指标。提高清选装置的性能是提高整机作业性能的必要条件，亦是谷物联合收割机向智能化发展过程中必须解决的关键问题之一。从当前国内谷物联合收割机的收获效果看，清选性能仍不尽人意，存在损失率和含杂率偏高等问题。因此，揭示稻麦联合收获机清选装置的风机转速、鱼鳞筛开度和分风板角度等作业参数与清选损失率、含杂率等参数间的动态关联调控规律，建立我国典型稻麦作业区的稻麦联合收获机清选智能调控策略，从而获得较低的损失率和含杂率，对提高稻麦联合收获机性能有着重要意义。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于分风板角度、上筛开度和风机转速的清选工况控制方法，以期能通过预判清选含杂率和损失率的变化趋势，从而能在清选含杂率和损失率超出正常范围情况下通过对分风板角度、上筛开度和风机转速的自适应调控，达到清选性能保持在正常范围内的目的。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法的特点是应用于稻麦联合收获机中，并按如下步骤进行：
步骤1、构建案例库：
利用式(1)定义案例库内的第k个案例Ck：
Ck＝(hk,ck,pk,zk,sk,fk,jk,yk) (1)
式(1)中，hk表示第k个案例Ck的含水率，ck表示第k个案例Ck的草谷比，pk表示第k个案例Ck的作物品种，zk表示第k个案例Ck的清选含杂率，sk表示第k个案例Ck的清选损失率，fk表示第k个案例Ck的分风板角度，jk表示第k个案例Ck的风机转速，yk表示第k 个案例Ck的鱼鳞筛开度；
步骤2、选取田间作业的一个品种的水稻或小麦作为当前清选对象，并对所述当前清选对象进行测量，得到当前清选对象的草谷比和含水率；将所述当前清选对象的品种与案例库内的所有案例进行检索匹配，若匹配成功，则执行步骤3；否则，执行步骤4；
步骤3、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与匹配成功的品种的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从匹配成功的品种的总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；
步骤4、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与案例库中所有案例的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；
步骤5、利用式(2)-式(4)分别构建清选含杂率z的低区隶属度函数μlow、高区隶属度函数μhigh和超高区隶属度函数μvery high：
Figure RE-GDA0002175964960000021
Figure RE-GDA0002175964960000022
Figure RE-GDA0002175964960000023
步骤6、利用式(5)-式(7)分别构建清选损失率s的低区隶属度函数ωlow、高区隶属度函数ωhigh和超高区隶属度函数ωvery high：
Figure RE-GDA0002175964960000031
Figure RE-GDA0002175964960000032
Figure RE-GDA0002175964960000033
步骤7、定义稻麦联合收获机运行的初始时刻为T，初始化T＝0；在初始时刻，稻麦联合收获机以所述初始清选工况参数控制的清选风机转速、鱼鳞筛开度和分风板角度运行；
定义循环变量为K，并初始化K＝1；
步骤8、根据T+(K-1)N时刻后，连续N个时刻的清选含杂率和清选损失率的隶属度函数值判断T+KN时刻清选含杂率和清选损失率的状态：
若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的高区隶属度函数值μhigh持续减小，超高区隶属度函数值μvery high持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“偏高”； N≥2；
若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的低区隶属度函数值μlow保持不变，则表示当前 T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“低”；
若连续N个时刻的清选含杂率z的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“正常”；
连续N个时刻的清选含杂率z所对应的超高区隶属度函数值μvery high均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“非常高”；
若连续N个时刻的清选损失率s所对应的高区隶属度函数值ωhigh持续减小，超高区隶属度函数值ωvery high持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“偏高”；
若连续N个时刻的清选损失率s所对应的低区隶属度函数值ωlow保持不变，则表示当前 T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“低”；
若连续N个时刻的清选损失率s的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“正常”；
若连续N个时刻的清选损失率s所对应的超高区隶属度函数值ωvery high均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“非常高”；
步骤9、若当前T+KN时刻清选损失率或清选含杂率状态为“非常高”，则在当前T+KN时刻向稻麦联合收获机发出停机指令；
若当前T+KN时刻清选损失率和清选含杂率状态均为“正常”，则将K+1赋值给K后，返回步骤8执行；
若当前T+KN时刻清选损失率状态为“偏高”，则执行步骤10；
若当前T+KN时刻清选含杂率状态为“偏高”，则执行步骤11；
步骤10、在当前T+KN时刻处理清选损失率：
步骤10.1、判断在T+(K-1)N时刻是否执行上筛开度调小一个档位的操作，若是，则执行步骤10.2；否则，执行步骤10.3；
步骤10.2、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.4；否则，执行上筛开度调小一个档位的操作，然后执行步骤10.5；
步骤10.3、判断当前T+KN时刻的清选含杂率状态是否为“低”；若是，则执行步骤10.4；否则执行步骤10.5；
步骤10.4、判断上筛开度是否达到最大值，若是，则执行步骤10.5；否则，执行上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤10.5；
步骤10.5、判断在T+(K-1)N时刻是否执行将分风板调到平行位置R0的操作，若是，则执行步骤10.6；否则，执行步骤10.7；
步骤10.6、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.7；否则，将分风板调到T+(K-1)N时刻的位置，然后执行步骤10.8；
步骤10.7、判断当前T+KN时刻的含水率否为“低”；若是，则执行步骤10.8；否则执行步骤10.9；
步骤10.8、判断分风板是否为平行位置，若是，则执行步骤10.9；否则，执行将分风板调到平行位置的操作；
步骤10.9、判断在T+(K-1)N时刻是否执行降低风机转速一个档位的操作，若是，则执行步骤10.10；否则，执行步骤10.11；
步骤10.10、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.11；否则，执行增大风机转速一个档位S，然后执行步骤10.12；
步骤10.11、判断风机转速是否达到最小值，若是，则执行步骤10.12-步骤10.13；否则，则执行降低风机转速一个档位后，执行步骤10.13；
步骤10.12、降低滚筒转速，减小清选负荷；
步骤10.13、将K+1赋值给K后，执行步骤8；
步骤11、判断清选损失率是否为“偏高”，若是，则执行步骤10；否则，执行步骤12；
步骤12、在当前T+KN时刻处理清选含杂率：
步骤12.1、判断在T+(K-1)N时刻是否执行上筛开度调小一个档位的操作，若是，则执行步骤12.2；否则，执行步骤12.3；
步骤12.2、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.3；否则，执行上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤12.4；
步骤12.3、判断上筛开度是否达到最小值，若是，则执行步骤12.4；否则，执行上筛开度调小一个档位的操作，然后执行步骤12.4；
步骤12.4、判断在T+(K-1)N时刻是否执行风机转速调大一个档位的操作，若是，则执行步骤12.5；否则，执行步骤12.6；
步骤12.5、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.6；否则，执行上风机转速调小一个档位的操作后，执行步骤12.8；
步骤12.6、判断当前T+KN时刻的清选损失率状态是否为“低”；若是，则执行步骤12.7；否则执行步骤12.8；
步骤12.7、判断风机转速是否达到最大值，若是，则执行步骤12.8；否则，执行风机转速调小一个档位的操作；
步骤12.8、判断在T+(K-1)N时刻是否执行风机转速调大一个档位，且上筛开度调大一个档位的操作，若是，则执行步骤12.9；否则，执行步骤12.10；
步骤12.9、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.10；否则，执行风机转速调小一个档位，且上筛开度调小一个档位的操作；
步骤12.10、判断风机转速是否到最大值，且上筛开度是否达到最大值，若是，则执行步骤12.11；否则，执行风机转速调大一个档位，且上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤12.15；
步骤12.11、判断在T+(K-1)N时刻是否执行将分风板调到平行位置R0的操作，若是，则执行步骤12.12；否则，执行步骤12.13；
步骤12.12、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.13；否则，将分风板调到T+(K-1)N时刻的位置后，执行步骤12.14-步骤12.15；
步骤12.13、判断分风板是否为平行位置，若是，则执行步骤12.14-步骤12.15；否则，执行将分风板调到平行位置的操作后，执行步骤12.15；
步骤12.14、降低滚筒转速，减小清选负荷；
步骤12.15、将K+1赋值给K后，执行步骤8。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明能够针对目前清选性能仍不尽人意，存在损失率和含杂率偏高等问题，提出一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法，将清选调控分为两个步骤：清选初始调控和清选实时调控，针对这两种不同的清选调控步骤，基于案例推理构建清选初始智能调控，基于产生式规则构建清选实时智能调控模型，通过两个智能调控模型的集成，建立完整的清选调控知识模型。其中清选实时调控模型结合隶属度函数进行清选含杂率、损失率的动态预测判断清选含杂率和清选损失率的变化，采取针对性的调控策略，从而构建一套集成案例推理和产生式规则推理的稻麦联合收获机清选智能调控方法。通过稻麦收获机清选智能调控，能够采取有效的措施将清选性能维持着正常范围内，从而实现了稻麦联合收获机的高效清选，促进了我国稻麦联合收获机在高效清选控制技术上取得技术突破，能够大幅度提高了我国稻麦联合收获机的智能化技术水平，提高了我国稻麦联合收获机产品的可靠性和国际竞争能力，将提升我国农业现代化水平，给农业生产者、经营者和农业企业带来巨大的社会经济效益。
附图说明
图1为本发明的清选含杂率隶属度函数图；
图2为本发明清选损失率隶属度函数图。
具体实施方式
本实施例中，一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法，是应用于稻麦联合收获机中，并按如下步骤进行：
步骤1、在安徽砀山、黑龙江黑河、江苏南通、山东昌乐和山东东营等地粮食主产区采集水稻和小麦的稻麦品种、含水率、草谷比等稻麦属性数据和清选工况数据，部分数据参见表1。
表1稻麦属性与清选工况的案例表
Figure RE-GDA0002175964960000071
利用式(1)定义案例库内的第k个案例Ck：
Ck＝(hk,ck,pk,zk,sk,fk,jk,yk) (1)
式(1)中，hk表示第k个案例Ck的含水率，ck表示第k个案例Ck的草谷比，pk表示第k个案例Ck的作物品种，zk表示第k个案例Ck的清选含杂率，sk表示第k个案例Ck的清选损失率，fk表示第k个案例Ck的分风板角度，jk表示第k个案例Ck的风机转速，yk表示第k 个案例Ck的鱼鳞筛开度；基于式(1)的案例定义，将表1中的数据形式化描述后构建案例库。
步骤2、选取稻麦联合收获机田间作业的一个品种的水稻或小麦作为当前清选对象，并对当前清选对象进行测量，得到当前清选对象的草谷比c0和含水率h0，从而构建目标案例 C0＝(p0,c0,h0)；将当前清选对象的品种p0与案例库内的所有案例的品种进行检索匹配，若品种匹配成功，则执行步骤3；否则，执行步骤4；
步骤3、将目标案例C0的草谷比c0和含水率h0分别与匹配成功的品种的案例集合Ci中每条案例的草谷比和含水率进行相似度计算，i＜M。目标案例C0与Ci中第j条案例Cj草谷比和清选含水率相似度计算采用欧几里得距离计算。草谷比相似度的计算公式为c0和Cj的草谷比之差的平方；含水率相似度计算公式为c0和Cj的含水率之差的平方。根据以上的描述，目标案例c0与Cj的相似度定义为：
Sim(C0,Cj)＝(h0-hj)2+(c0-cj)2 (2)
从案例集合Ci中选取总相似度值Sim最小的作为最佳匹配案例；并将最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；
步骤4、将目标案例C0的草谷比c0和含水率h0与案例库中所有案例的草谷比和含水率进行相似度计算，计算步骤参照步骤3。从所有案例中选取总相似度值Sim最小的作为最佳匹配案例；并将最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；
步骤5、如图1所示，利用式(3)-式(5)分别构建清选含杂率z的低区隶属度函数μlow、高区隶属度函数μhigh和超高区隶属度函数μvery high：
Figure RE-GDA0002175964960000081
Figure RE-GDA0002175964960000082
Figure RE-GDA0002175964960000083
步骤6、如图2所示，利用式(6)-式(8)分别构建清选损失率s的低区隶属度函数ωlow、高区隶属度函数ωhigh和超高区隶属度函数ωvery high：
Figure RE-GDA0002175964960000091
Figure RE-GDA0002175964960000092
Figure RE-GDA0002175964960000093
步骤7、定义稻麦联合收获机运行的初始时刻为T，初始化T＝0；在初始时刻，稻麦联合收获机以初始清选工况参数控制的清选风机转速、鱼鳞筛开度和分风板角度运行；每个时刻清选性能监测装置会发送清选含杂率和清选损失率的监测值；
定义循环变量为K，并初始化K＝1；
步骤8、根据T+(K-1)N时刻后，将连续N个时刻的清选含杂率和清选损失率的监测值代入的隶属度函数中，获取连续N个时刻的隶属度函数值判断T+KN时刻清选含杂率和清选损失率的状态：
若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的高区隶属度函数值μhigh持续减小，超高区隶属度函数值μvery high持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“偏高”； N≥2；
若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的低区隶属度函数值μlow保持不变，则表示当前 T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“低”；
若连续N个时刻的清选含杂率z的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“正常”；
连续N个时刻的清选含杂率z所对应的超高区隶属度函数值μvery high均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“非常高”；
若连续N个时刻的清选损失率s所对应的高区隶属度函数值ωhigh持续减小，超高区隶属度函数值ωvery high持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“偏高”；
若连续N个时刻的清选损失率s所对应的低区隶属度函数值ωlow保持不变，则表示当前 T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“低”；
若连续N个时刻的清选损失率s的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“正常”；
若连续N个时刻的清选损失率s所对应的超高区隶属度函数值ωvery high均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“非常高”；
步骤9、若当前T+KN时刻清选损失率或清选含杂率状态为“非常高”，则在当前T+KN时刻向稻麦联合收获机发出停机指令；
若当前T+KN时刻清选损失率和清选含杂率状态均为“正常”，则将K+1赋值给K后，返回步骤8执行；
若当前T+KN时刻清选损失率状态为“偏高”，则执行步骤10；
若当前T+KN时刻清选含杂率状态为“偏高”，则执行步骤11；
步骤10、当前T+KN时刻处理清选损失率：
步骤10.1、判断在T+(K-1)N时刻是否执行上筛开度调大一个档位的操作，若是，则执行步骤10.2；否则，执行步骤10.3；
步骤10.2、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.4；否则，执行上筛开度调小一个档位的操作，然后执行步骤10.5；
步骤10.3、判断当前T+KN时刻的清选含杂率状态是否为“低”；若是，则执行步骤10.4；否则执行步骤10.5；
步骤10.4、判断上筛开度是否达到最大值，若是，则执行步骤10.5；否则，执行上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤10.5；
步骤10.5、判断在T+(K-1)N时刻是否执行将分风板调到平行位置R0的操作，若是，则执行步骤10.6；否则，执行步骤10.7；
步骤10.6、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.7；否则，将分风板调到T+(K-1)N时刻的位置，然后执行步骤10.8；
步骤10.7、判断当前T+KN时刻的含水率否为“低”；若是，则执行步骤10.8；否则执行步骤10.9；
步骤10.8、判断分风板是否为平行位置，若是，则执行步骤10.9；否则，执行将分风板调到平行位置的操作；
步骤10.9、判断在T+(K-1)N时刻是否执行降低风机转速一个档位的操作，若是，则执行步骤10.10；否则，执行步骤10.11；
步骤10.10、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.11；否则，执行增大风机转速一个档位S，然后执行步骤10.12；
步骤10.11、判断风机转速是否达到最小值，若是，则执行步骤10.12-步骤10.13；否则，则执行降低风机转速一个档位后，执行步骤10.13；
步骤10.12、降低滚筒转速，减小清选负荷；
步骤10.13、将K+1赋值给K后，执行步骤8；
步骤11、判断清选损失率是否为“偏高”，若是，则执行步骤10；否则，执行步骤12；
步骤12、在当前T+KN时刻处理清选含杂率：
步骤12.1、判断在T+(K-1)N时刻是否执行上筛开度调小一个档位的操作，若是，则执行步骤12.2；否则，执行步骤12.3；
步骤12.2、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.3；否则，执行上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤12.4；
步骤12.3、判断上筛开度是否达到最小值，若是，则执行步骤12.4；否则，执行上筛开度调小一个档位的操作，然后执行步骤12.4；
步骤12.4、判断在T+(K-1)N时刻是否执行风机转速调大一个档位的操作，若是，则执行步骤12.5；否则，执行步骤12.6；
步骤12.5、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.6；否则，执行上风机转速调小一个档位的操作后，执行步骤12.8；
步骤12.6、判断当前T+KN时刻的清选损失率状态是否为“低”；若是，则执行步骤12.7；否则执行步骤12.8；
步骤12.7、判断风机转速是否达到最大值，若是，则执行步骤12.8；否则，执行风机转速调小一个档位的操作；
步骤12.8、判断在T+(K-1)N时刻是否执行风机转速调大一个档位，且上筛开度调大一个档位的操作，若是，则执行步骤12.9；否则，执行步骤12.10；
步骤12.9、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.10；否则，执行风机转速调小一个档位，且上筛开度调小一个档位的操作；
步骤12.10、判断风机转速是否到最大值，且上筛开度是否达到最大值，若是，则执行步骤12.11；否则，执行风机转速调大一个档位，且上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤12.15；
步骤12.11、判断在T+(K-1)N时刻是否执行将分风板调到平行位置R0的操作，若是，则执行步骤12.12；否则，执行步骤12.13；
步骤12.12、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.13；否则，将分风板调到T+(K-1)N时刻的位置后，执行步骤12.14-步骤12.15；
步骤12.13、判断分风板是否为平行位置，若是，则执行步骤12.14-步骤12.15；否则，执行将分风板调到平行位置的操作后，执行步骤12.15；
步骤12.14、降低滚筒转速，减小清选负荷；
步骤12.15、将K+1赋值给K后，执行步骤8。
通过步骤7-步骤12的过程，能根据清选含杂率和清选损失率的变化趋势，在极高或者偏高的趋势状态下给出相应的分风板角度、上筛开度和风机转速等清选工况的调控策略，从而根据清选工况调控后的清选性能的变化，自主调整调控策略的执行顺序，使得清选调控策略更加有效率、更加智能化。

Claims (1)

1.一种基于分风板角度、鱼鳞筛开度和风机转速的清选工况控制方法，其特征是应用于稻麦联合收获机中，并按如下步骤进行：
步骤1、构建案例库：
利用式(1)定义案例库内的第k个案例Ck：
Ck＝(hk,ck,pk,zk,sk,fk,jk,yk) (1)
式(1)中，hk表示第k个案例Ck的含水率，ck表示第k个案例Ck的草谷比，pk表示第k个案例Ck的作物品种，zk表示第k个案例Ck的清选含杂率，sk表示第k个案例Ck的清选损失率，fk表示第k个案例Ck的分风板角度，jk表示第k个案例Ck的风机转速，yk表示第k个案例Ck的鱼鳞筛开度；
步骤2、选取田间作业的一个品种的水稻或小麦作为当前清选对象，并对所述当前清选对象进行测量，得到当前清选对象的草谷比和含水率；将所述当前清选对象的品种与案例库内的所有案例进行检索匹配，若匹配成功，则执行步骤3；否则，执行步骤4；
步骤3、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与匹配成功的品种的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从匹配成功的品种的总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；
步骤4、将所述当前清选对象的草谷比和含水率分别与案例库中所有案例的草谷比和含水率进行相似度计算，得到当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合，将所述当前清选对象的草谷比的相似度值集合和含水率的相似度值集合中的元素分别对应相加，得到当前清选对象的总相似度值集合，从总相似度值集合中选取总相似度值最小的品种作为最佳匹配案例；并将所述最佳匹配案例的分风板角度、风机转速和鱼鳞筛开度作为当前清选对象的初始清选工况参数；
步骤5、利用式(2)-式(4)分别构建清选含杂率z的低区隶属度函数μlow、高区隶属度函数μhigh和超高区隶属度函数μvery high：
Figure FDA0002145946190000021
Figure FDA0002145946190000022
Figure FDA0002145946190000023
步骤6、利用式(5)-式(7)分别构建清选损失率s的低区隶属度函数ωlow、高区隶属度函数ωhigh和超高区隶属度函数ωvery high：
Figure FDA0002145946190000024
Figure FDA0002145946190000025
Figure FDA0002145946190000026
步骤7、定义稻麦联合收获机运行的初始时刻为T，初始化T＝0；在初始时刻，稻麦联合收获机以所述初始清选工况参数控制的清选风机转速、鱼鳞筛开度和分风板角度运行；
定义循环变量为K，并初始化K＝1；
步骤8、根据T+(K-1)N时刻后，连续N个时刻的清选含杂率和清选损失率的隶属度函数值判断T+KN时刻清选含杂率和清选损失率的状态：
若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的高区隶属度函数值μhigh持续减小，超高区隶属度函数值μvery high持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“偏高”；N≥2；
若连续N个时刻的清选含杂率z所对应的低区隶属度函数值μlow保持不变，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“低”；
若连续N个时刻的清选含杂率z的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“正常”；
连续N个时刻的清选含杂率z所对应的超高区隶属度函数值μvery high均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选含杂率状态为“非常高”；
若连续N个时刻的清选损失率s所对应的高区隶属度函数值ωhigh持续减小，超高区隶属度函数值ωvery high持续增大，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“偏高”；
若连续N个时刻的清选损失率s所对应的低区隶属度函数值ωlow保持不变，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“低”；
若连续N个时刻的清选损失率s的范围在(0,3)之间，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“正常”；
若连续N个时刻的清选损失率s所对应的超高区隶属度函数值ωvery high均为“1”，则表示当前T+KN时刻清选对象的清选损失率状态为“非常高”；
步骤9、若当前T+KN时刻清选损失率或清选含杂率状态为“非常高”，则在当前T+KN时刻向稻麦联合收获机发出停机指令；
若当前T+KN时刻清选损失率和清选含杂率状态均为“正常”，则将K+1赋值给K后，返回步骤8执行；
若当前T+KN时刻清选损失率状态为“偏高”，则执行步骤10；
若当前T+KN时刻清选含杂率状态为“偏高”，则执行步骤11；
步骤10、在当前T+KN时刻处理清选损失率：
步骤10.1、判断在T+(K-1)N时刻是否执行上筛开度调小一个档位的操作，若是，则执行步骤10.2；否则，执行步骤10.3；
步骤10.2、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.4；否则，执行上筛开度调小一个档位的操作，然后执行步骤10.5；
步骤10.3、判断当前T+KN时刻的清选含杂率状态是否为“低”；若是，则执行步骤10.4；否则执行步骤10.5；
步骤10.4、判断上筛开度是否达到最大值，若是，则执行步骤10.5；否则，执行上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤10.5；
步骤10.5、判断在T+(K-1)N时刻是否执行将分风板调到平行位置R0的操作，若是，则执行步骤10.6；否则，执行步骤10.7；
步骤10.6、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.7；否则，将分风板调到T+(K-1)N时刻的位置，然后执行步骤10.8；
步骤10.7、判断当前T+KN时刻的含水率否为“低”；若是，则执行步骤10.8；否则执行步骤10.9；
步骤10.8、判断分风板是否为平行位置，若是，则执行步骤10.9；否则，执行将分风板调到平行位置的操作；
步骤10.9、判断在T+(K-1)N时刻是否执行降低风机转速一个档位的操作，若是，则执行步骤10.10；否则，执行步骤10.11；
步骤10.10、判断当前T+KN时刻的清选损失率是否减小，若是，则执行步骤10.11；否则，执行增大风机转速一个档位S，然后执行步骤10.12；
步骤10.11、判断风机转速是否达到最小值，若是，则执行步骤10.12-步骤10.13；否则，则执行降低风机转速一个档位后，执行步骤10.13；
步骤10.12、降低滚筒转速，减小清选负荷；
步骤10.13、将K+1赋值给K后，执行步骤8；
步骤11、判断清选损失率是否为“偏高”，若是，则执行步骤10；否则，执行步骤12；
步骤12、在当前T+KN时刻处理清选含杂率：
步骤12.1、判断在T+(K-1)N时刻是否执行上筛开度调小一个档位的操作，若是，则执行步骤12.2；否则，执行步骤12.3；
步骤12.2、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.3；否则，执行上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤12.4；
步骤12.3、判断上筛开度是否达到最小值，若是，则执行步骤12.4；否则，执行上筛开度调小一个档位的操作，然后执行步骤12.4；
步骤12.4、判断在T+(K-1)N时刻是否执行风机转速调大一个档位的操作，若是，则执行步骤12.5；否则，执行步骤12.6；
步骤12.5、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.6；否则，执行上风机转速调小一个档位的操作后，执行步骤12.8；
步骤12.6、判断当前T+KN时刻的清选损失率状态是否为“低”；若是，则执行步骤12.7；否则执行步骤12.8；
步骤12.7、判断风机转速是否达到最大值，若是，则执行步骤12.8；否则，执行风机转速调小一个档位的操作；
步骤12.8、判断在T+(K-1)N时刻是否执行风机转速调大一个档位，且上筛开度调大一个档位的操作，若是，则执行步骤12.9；否则，执行步骤12.10；
步骤12.9、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.10；否则，执行风机转速调小一个档位，且上筛开度调小一个档位的操作；
步骤12.10、判断风机转速是否到最大值，且上筛开度是否达到最大值，若是，则执行步骤12.11；否则，执行风机转速调大一个档位，且上筛开度调大一个档位的操作后，执行步骤12.15；
步骤12.11、判断在T+(K-1)N时刻是否执行将分风板调到平行位置R0的操作，若是，则执行步骤12.12；否则，执行步骤12.13；
步骤12.12、判断当前T+KN时刻的清选含杂率是否减小，若是，则执行步骤12.13；否则，将分风板调到T+(K-1)N时刻的位置后，执行步骤12.14-步骤12.15；
步骤12.13、判断分风板是否为平行位置，若是，则执行步骤12.14-步骤12.15；否则，执行将分风板调到平行位置的操作后，执行步骤12.15；
步骤12.14、降低滚筒转速，减小清选负荷；
步骤12.15、将K+1赋值给K后，执行步骤8。
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