CN113258838B - 一种秸秆抛撒幅宽调节系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种秸秆抛撒幅宽调节系统及方法,通过摄像头和工业计算机获得目标秸秆抛撒幅宽和实际秸秆抛撒幅宽,基于比较结果在线实时调节秸秆抛撒幅宽,从而保证切碎后的秸秆均匀抛撒在地表,较人工手动调节导向板安装方式,调节精度更准确;同时根据拉绳传感器的输出电压、直流电动推杆电机的行程、撒布板水平双调节机构中的导流板的角度和秸秆抛撒幅宽之间的对应关系,计算调节后的秸秆撒布板水平双调节机构的理论秸秆抛撒幅宽,实现了幅宽调节的实时反馈和闭环控制。

Description

一种秸秆抛撒幅宽调节系统及方法
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域,特别是涉及一种秸秆抛撒幅宽调节系统及方法。
背景技术
秸秆还田是当今世界上普遍重视的一项培肥地力的增产措施,在杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还有增肥增产作用。如果切碎后的秸秆不能均匀抛撒覆盖地表,会影响后茬作业,甚至影响后茬农作物的生长。目前,国内联合收割机加装切碎装置后能够实现秸秆的切碎抛撒功能,但秸秆抛撒幅宽无法实现在线调节。
因此,亟需一种能够实现对秸秆抛撒幅宽在线调节系统及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种秸秆抛撒幅宽调节系统及方法,以在线调节秸秆抛撒幅宽,从而保证切碎后的秸秆均匀抛撒在地表。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种秸秆抛撒幅宽调节系统,包括:
摄像机,固定于联合收获机末端,用于实时拍摄联合收获机末端图像;
工业计算机,连接所述摄像机,用于接收所述联合收获机末端图像,设置目标秸秆抛撒幅宽,并利用图像处理算法处理所述联合收获机末端图像获得实际秸秆抛撒幅宽;
控制器,与所述工业计算机通信连接,用于接收所述目标秸秆抛撒幅宽和所述实际秸秆抛撒幅宽,并比较所述目标秸秆抛撒幅宽和所述实际秸秆抛撒幅宽,得到比较结果;
直流电机正反转控制模块,与所述控制器通信连接,用于根据所述比较结果控制直流电动推杆电机正反转运动;
秸秆撒布板水平双调节结构,固定于联合收获机末端,用于根据自身结构中的导流板的角度调节秸秆抛撒幅宽;
所述直流电动推杆电机,与所述直流电机正反转控制模块通信连接,固定于所述秸秆撒布板水平双调节结构上,用于通过自身正反转运动调节所述导流板的角度。
一种秸秆抛撒幅宽调节方法,包括:
比较目标秸秆抛撒幅宽和实际秸秆抛撒幅宽,得到比较结果;
根据所述比较结果对秸秆抛撒幅宽进行调节,计算反馈幅宽;
将所述反馈幅宽作为下一循环中的实际秸秆抛撒幅宽,返回“比较目标秸秆抛撒幅宽和实际秸秆抛撒幅宽”的步骤。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提供了一种秸秆抛撒幅宽调节系统及方法,通过摄像头和工业计算机获得目标秸秆抛撒幅宽和实际秸秆抛撒幅宽,基于比较结果在线实时调节秸秆抛撒幅宽,从而保证切碎后的秸秆均匀抛撒在地表,较人工手动调节导向板安装方式,调节精度更准确;同时根据拉绳传感器的输出电压、直流电动推杆电机的行程、撒布板水平双调节机构中的导流板的角度和秸秆抛撒幅宽之间的对应关系,计算调节后的秸秆撒布板水平双调节机构的理论秸秆抛撒幅宽,实现了幅宽调节的实时反馈和闭环控制;另外,本发明还考虑到自然风对抛撒幅宽的影响,通过风速风向传感器实时监测联合收获机尾部的自然风风速和风向信息,建立风速与风向对抛撒幅宽的影响模型,得到修订抛撒幅宽,通过修订抛撒幅宽修正直流推杆电机的控制量,使得抛撒幅宽达到预设目标值,提高了幅宽调节的精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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1提供的一种秸秆抛撒幅宽调节系统在谷物收获机上的分布图;
图2为本发明实施例1提供的一种秸秆抛撒幅宽调节系统结构图;
图3为本发明实施例2提供的一种秸秆抛撒幅宽调节方法流程图;
图4为本发明实施例2提供的秸秆撒布板水平双调节机构的平面结构图;
图5为本发明实施例2提供的在秸秆撒布板水平双调节机构C处的秸秆运动轨迹平面示意图;
图6为本发明实施例2提供的导流板的角度与直流电动推杆电机的行程关系图。
符号说明:
1-直流电机正反转控制模块,2-工业计算机,3-控制器,4-电压采集模块,5-电压转换模块,6-直流电源,7-拉绳传感器,8-直流电动推杆电机,9-秸秆撒布板水平双调节机构,10-摄像头,11-风速风向传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。
本发明的目的是提供一种秸秆抛撒幅宽调节系统及方法,以在线调节秸秆抛撒幅宽,从而保证切碎后的秸秆均匀抛撒在地表。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1:
国外联合收获机多为纵轴流,秸秆抛撒幅宽可在收获作业幅宽内进行调节,或可大于幅宽,有效提高了秸秆资源综合利用率。而当前国内联合收获机所采取的导向板调节方式过于原始,需人工手动调节安装位置以达到控制抛撒幅宽的目的,这种方式无法实现幅宽实时在线调节,且调节精度较低。针对我国谷物联合收获机秸秆抛撒机构,设计相适应的机电控制系统,实现秸秆抛撒机构幅宽在线调节控制,对秸秆均匀抛撒和收获机智能化技术发展具有重要意义。
参阅图1,本发明提供了一种秸秆抛撒幅宽调节系统,包括:
摄像机9,固定于联合收获机末端,用于实时拍摄联合收获机末端图像,优选地摄像机9采用USB摄像机,通过USB插口与工业计算机相连接;
工业计算机2,连接所述摄像机9,用于接收所述联合收获机末端图像,设置目标秸秆抛撒幅宽,并利用图像处理算法处理所述联合收获机末端图像获得实际秸秆抛撒幅宽;
控制器3,与所述工业计算机通过CAN总线连接,用于接收所述目标秸秆抛撒幅宽和所述实际秸秆抛撒幅宽,并比较所述目标秸秆抛撒幅宽和所述实际秸秆抛撒幅宽,得到比较结果,优选地控制器3采用STM32控制器;
直流电机正反转控制模块1,与控制器3通信连接,用于根据比较结果控制直流电动推杆电机8正反转运动;
秸秆撒布板水平双调节结构9,通过螺栓固定于联合收获机末端,用于根据自身机构中的导流板的角度调节秸秆抛撒幅宽;
直流电动推杆电机8,与直流电机正反转控制模块1通信连接,固定于秸秆撒布板水平双调节结构9上,用于通过自身正反转运动调节导流板的角度;
拉绳传感器7,连接直流电动推杆电机8,固定在直流电动推杆电机8的底座上,用于测量直流电动推杆电机8的行程;
电压采集模块4,连接拉绳传感器7和控制器3,用于测量拉绳传感器7输出的电压值,并将电压值反馈至控制器3,控制器3通过电压值计算理论秸秆抛撒幅宽,将理论秸秆抛撒幅宽作为反馈幅宽,根据反馈幅宽和所述目标秸秆抛撒幅宽判断是否需要继续调节秸秆抛撒幅宽;
联合收获机实际作业过程中,自然风会影响秸秆的实际抛撒幅宽,因此本发明设置风速风向传感器11,固定于联合收获机末端,通过CAN总线与控制器3通信,用于实时采集联合收获机末端的自然风的风速和风向信息,控制器3根据通过电压值计算理论秸秆抛撒幅宽,根据风速和风向信息建立风速与风向对抛撒幅宽的影响模型计算修订抛撒幅宽,并根据修订抛撒幅宽和理论秸秆抛撒幅宽得到反馈幅宽,修正直流推杆电机的控制量,使得抛撒幅宽达到预设目标值,达到更精确地幅宽调节。
风速风向传感器11,固定于联合收获机末端,通过CAN总线与控制器3通信,用于实时采集联合收获机末端的自然风的风速和风向信息,控制器3根据电压值计算理论秸秆抛撒幅宽,根据风速和风向信息计算修订抛撒幅宽,并根据修订抛撒幅宽和理论秸秆抛撒幅宽得到反馈幅宽。
直流电源6,连接直流电机正反转控制模块1,用于提供电源,优选地采用12v直流电源;
电压转换模块5,连接直流电源6、工业计算机2和控制器3,用于电源电压转换,为工业计算机2和控制器3供电,优选地采用12v转5v电压转换模块。
作为一种可选的实施方式,工业计算机2、控制器3、电压采集模块4和电压转换模块5安装在谷物收获机驾驶室内;直流电源6安装在谷物收获机中部。
为了实现抛撒幅宽的在线控制,控制系统首先需要确定抛撒幅宽的目标控制量和抛撒幅宽实际值,其中抛撒幅宽的目标控制量是收获机操作员直接在工业计算机上设定,由STM32通过CAN总线直接读取;系统工业计算机获取USB摄像头实时拍摄的机末端图像,通过图像处理算法得到收获作业过程秸秆的实际抛撒幅宽,实际抛撒幅宽值在工业计算机上时候显示,并通过CAN总线发送给STM32控制器。通过比较实际抛撒幅宽和目标抛撒幅宽,实现联合收获机秸秆抛撒幅宽的调节。
在调节过程中,由于联合收获机秸秆抛撒幅宽和秸秆撒布板水平双调节机构9中的导流板的角度有关,导流板的角度与直流电动推杆电机8的行程有关,直流电动推杆电机8的行程与拉绳传感器7的输出电压值有关。因此,通过监测拉绳传感器7的输出电压信号,计算直流推杆电机的实际行程;通过控制器3控制直流推杆电机8运动,改变导流板角度,从而起到实现抛撒幅宽的反馈,结合风速风向对抛撒幅宽的影响,计算直流电动推杆电机8的实时控制量,改变导流板角度,实现抛撒幅宽实时在线调节,从而保证切碎后的秸秆均匀抛撒在地表,具体过程包括:
根据联合收获机的实际割台宽度,在工业计算机2上设置目标秸秆抛撒幅宽,控制器3不断获取拉绳传感器7的电压输出值,计算出实际秸秆抛撒幅宽,当实际抛撒幅宽小于目标秸秆抛撒幅宽时,控制器3通过直流电机正反转控制模块1控制直流电动推杆电机8正转,秸秆撒布板水平双调节机构9中的导流板角度变大,抛撒幅宽随之增大;当实际抛撒幅宽大于目标秸秆抛撒幅宽时,控制器3控制直流电动推杆电机8反转,秸秆撒布板水平双调节机构9中的导流板角度变小,抛撒幅宽随之减小;同时控制器3根据拉绳传感器7的电压输出值计算出推杆直流电动推杆电机8的实际行程,保证推杆直流电动推杆电机8在安全工作范围内运动。
本发明通过直流电机正反转控制模块、工业计算机、STM32控制器、电压采集模块、电压转换模块、拉绳传感器、直流电动推杆电机、秸秆撒布板水平双调节机构、摄像头和风速风向传感器的相互配合,实现了对抛撒幅宽的实时在线调节,并提高了调节的精度。
实施例2:
参与图3,本发明提供了一种秸秆抛撒幅宽调节方法,包括:
S1:比较目标秸秆抛撒幅宽和实际秸秆抛撒幅宽,得到比较结果;
S2:根据所述比较结果对秸秆抛撒幅宽进行调节,计算反馈幅宽;
S3:将所述反馈幅宽作为下一循环中的实际秸秆抛撒幅宽,返回“比较目标秸秆抛撒幅宽和实际秸秆抛撒幅宽”的步骤。
作为一种可选的实施方式,所述计算反馈幅宽,具体包括:根据拉绳传感器的输出电压、直流电动推杆电机的行程、撒布板水平双调节机构中的导流板的角度和秸秆抛撒幅宽之间的对应关系,建立理论幅宽计算模型,具体包括:
根据拉绳传感器7的输出电压和直流电动推杆电机8的行程的对应关系,建立电压行程关系模型;
根据直流电动推杆电机8的行程和撒布板水平双调节机构9中的导流板的角度的对应关系,建立行程角度关系模型;
根据导流板的角度和秸秆抛撒幅宽的对应关系,建立幅宽角度关系模型;
根据电压行程关系模型、行程角度关系模型和幅宽角度关系模型,得到理论幅宽计算模型;
根据所述理论幅宽计算模型计算理论秸秆抛撒幅宽;
将所述理论秸秆抛撒幅宽作为所述反馈幅宽。
为了使本领域技术人员更清楚地了解理论幅宽计算模型的建立过程,下述进行具体阐释。
如图4所示,联合收获机收获的秸秆经切碎装置切碎后,从DA端进入撒布板水平双调节机构9,秸秆将沿着撒布板水平双调节机构9中的导流板方向抛撒出去,B、C两处抛出秸秆的运动状态决定了最终的抛撒幅宽。由于撒布板水平双调节机构9左右对称,B、C处秸秆运动规律类似,因此只需分析一侧秸秆的运动规律。
如图5所示,秸秆在撒布板水平双调节机构9的C处将沿撒布板水平双调节机构9切线方向飞出,做平抛运动落到地面,忽略空气阻力和联合收获机末端风场的影响,联合收获机秸秆抛撒幅宽为:
L=L AD+2(L OP+L OE) (1)
其中,L表示未考虑风速风向影响的秸秆抛撒幅宽,单位为m;L AD表示撒布板水平双调节机构9水平方向A、D两端的距离,单位为m;L OP表示导流板的C、D两端的连线在联合收获机作业方向垂直平面上的投影距离,单位为m;L OE表示秸秆抛出后垂直联合收获机作业方向的运动距离,单位为m;
本实施例中L AD为926mm,因此L=0.926+2(L OP+L OE)。
计算导流板的C、D两端在联合收获机作业方向垂直平面上的投影距离L OP
L OP=L CD*sinθ 1 (2)
其中,L CD表示导流板上C、D两端直线距离,
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
表示导流板的角度,L OP表示投影距离;
本实施例中L CD为494mm,
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
的调节范围为(15,42),故L=0.926+2(0.494*sinθ 1 +L OE),
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
计算秸秆抛出后垂直联合收获机作业方向的运动距离L OE
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
(3)
其中,L OE表示秸秆抛出后垂直联合收获机作业方向的运动距离,v表示秸秆平抛运动的初速度,t表示秸秆平抛运动时间,
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示秸秆抛出点与导流板的两端直线距离的夹角;
本实施例中
Figure DEST_PATH_IMAGE012
秸秆抛出后做平抛运动,该平抛运动表示为:
Figure DEST_PATH_IMAGE014
(4)
其中t为秸秆平抛运动时间,单位为s;h为撒布板水平双调节机构9离地的高度,单位为m;g为重力加速度,9.8m/s2v为秸秆平抛运动初速度,单位为m/s;
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为撒布板水平双调节机构9与地面垂直面夹角,单位为度;
本实施例中h为1.67m,v为4.67m/s,
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为35.2°,故t=1.091s,结合公式(1)-(4)得到幅宽角度关系模型:
Figure DEST_PATH_IMAGE020
(5)
根据公式(5)可知导流板的角度越大,抛撒幅宽越大;导流板的角度越小,抛撒幅宽越小。
Figure 474728DEST_PATH_IMAGE004
值取决于直流电动推杆电机8的行程,行程越大,导流板的角度
Figure 736076DEST_PATH_IMAGE004
越大,行程越小,导流板的角度
Figure 719076DEST_PATH_IMAGE004
越小;二者之间的对应关系复杂,通过试验标定的方式确定,图6是试验室内的标定数据,采用多项式拟合可得到行程角度关系模型:
Figure DEST_PATH_IMAGE022
(6)
式中S为直流电动推杆电机行程,单位为mm。
拉绳传感器7的输出电压值越大,行程越大;拉绳传感器7输出电压值越小,行程越小;因此根据直流电动推杆电机8的行程与拉绳传感器7的输出电压之间的对应关系建立的电压行程关系模型表示:
Figure DEST_PATH_IMAGE024
(7)
式中U为拉绳传感器7的输出电压,单位为V。
综上可得,理论幅宽计算模型为:
Figure DEST_PATH_IMAGE026
(8)
考虑到自然风对抛撒幅宽的影响,作为一种可选的实施方式,计算反馈幅宽还应包含根据风速和风向信息计算的修订抛撒幅宽,具体表达式为:
Figure DEST_PATH_IMAGE028
式中Lf为风速风向对秸秆抛撒幅宽的影响量,即修订抛撒幅宽,m;vf为风速,m/s;xf为风向,°。
那么考虑风速风向影响的联合收获机秸秆抛撒幅宽:
Figure DEST_PATH_IMAGE030
(10)
式中Lof为考虑风速风向影响的联合收获机秸秆抛撒幅宽,单位为m。
由式(5)和式(10)可得:
Figure DEST_PATH_IMAGE032
因此,最终幅宽计算模型具体表示为:
Figure DEST_PATH_IMAGE034
其中,S表示所述直流电动推杆电机的行程;U表示所述拉绳传感器的输出电压;
Figure DEST_PATH_IMAGE036
表示所述导流板的角度;
Figure DEST_PATH_IMAGE038
表示所述反馈幅宽;
Figure DEST_PATH_IMAGE040
表示风速;
Figure DEST_PATH_IMAGE042
表示风向。
通过直流电机正反转控制模块1控制直流电动推杆电机8,从而调节撒布板水平双调节机构9中导流板的角度的目的在于约束秸秆抛撒幅宽。通过采集拉绳传感器7的输出电压,确定系统对直流电动推杆电机8的控制策略。但拉绳传感器7的电压输出值存在一定的波动性,在满足幅宽调整精度的情况下,为了减少对直流电动推杆电机8频繁的调控,当目标秸秆抛撒幅宽L 0 分别与实际秸秆抛撒幅宽和反馈幅宽之间差的绝对值不超过ΔL时,秸秆抛撒幅宽即可满足要求。为了保证拉绳传感器7的测量精度和秸秆抛撒幅宽控制精度,本实施例确定ΔL为0.25m。
基于实施例1中的秸秆抛撒幅宽调节和本实施例中的秸秆抛撒幅宽调节方法,在实际应用时可以:
①系统上电后进行自检,并对系统进行初始化处理;
②控制器3读取工业计算机2上联合收获机割台幅宽和目标秸秆抛撒幅宽,如果目标秸秆抛撒幅宽L 0 >联合收割机割台幅宽设定值,则表示参数设定错误,弹出提醒对话框,要求用户重新输入设定值;
③若目标秸秆抛撒幅宽<联合收割机割台幅宽,则表示参数设定正确,则控制USB摄像头采集收获机尾部秸秆抛撒实时图像,运行图像识别算法获取当前秸秆的实际抛撒幅宽反馈值
Figure DEST_PATH_IMAGE044
④比较L 0
Figure 363552DEST_PATH_IMAGE044
,如果满足|L 0 -L fk |<ΔL的条件,则跳转到②;
⑤否则读取风速风向传感器数据,获得当前风速和风向的实际值vf,xf;控制器3获取电压采集模块4采集的拉绳传感器7的输出电压U0,根据公式(7)计算直流电动推杆电机8的行程实际值S i ,接着代入公式(6)计算导流板角度实际值θ i ,然后代入公式(12)计算理论秸秆抛撒幅宽值L i
⑥比较L 0 L i ,如果满足|L 0 -L i |<ΔL的条件,则跳转到②;
如满足|L 0 -L i |<ΔL的条件,则判断L 0 L i 之间的差值是否大于ΔL;若L 0 L i 之间的差值大于ΔL,则控制直流电动推杆电机8正转,增大导流板的角度,增大实际秸秆抛撒幅宽;若L 0 L i 之间的差值小于ΔL,则控制直流电动推杆电机8反转,减小导流板的角度,减小实际秸秆抛撒幅宽。
⑦查询作业是否结束,如果没有结束则跳转到②继续执行程序,结束则退出。
本发明通过摄像头和工业计算机获得目标秸秆抛撒幅宽和实际秸秆抛撒幅宽,基于比较结果在线实时调节秸秆抛撒幅宽,从而保证切碎后的秸秆均匀抛撒在地表,较人工手动调节导向板安装方式,调节精度更准确;同时根据拉绳传感器的输出电压、直流电动推杆电机的行程、撒布板水平双调节机构中的导流板的角度和秸秆抛撒幅宽之间的对应关系,计算调节后的秸秆撒布板水平双调节机构的理论秸秆抛撒幅宽,实现了幅宽调节的实时反馈和闭环控制;另外,本发明还考虑到自然风对抛撒幅宽的影响,通过风速风向传感器实时监测联合收获机尾部的自然风风速和风向信息,建立风速与风向对抛撒幅宽的影响模型,得到修订抛撒幅宽,通过修订抛撒幅宽修正直流推杆电机的控制量,使得抛撒幅宽达到预设目标值,提高了幅宽调节的精确度。
本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种秸秆抛撒幅宽调节系统,其特征在于,包括:
摄像机,固定于联合收获机末端,用于实时拍摄联合收获机末端图像;
工业计算机,连接所述摄像机,用于接收所述联合收获机末端图像,设置目标秸秆抛撒幅宽,并利用图像处理算法处理所述联合收获机末端图像获得实际秸秆抛撒幅宽;
控制器,与所述工业计算机通信连接,用于接收所述目标秸秆抛撒幅宽和所述实际秸秆抛撒幅宽,并比较所述目标秸秆抛撒幅宽和所述实际秸秆抛撒幅宽,得到比较结果;
直流电机正反转控制模块,与所述控制器通信连接,用于根据所述比较结果控制直流电动推杆电机正反转运动;
秸秆撒布板水平双调节结构,固定于联合收获机末端,用于根据自身结构中的导流板的角度调节秸秆抛撒幅宽;
所述直流电动推杆电机,与所述直流电机正反转控制模块通信连接,固定于所述秸秆撒布板水平双调节结构上,用于通过自身正反转运动调节所述导流板的角度;
拉绳传感器,连接所述直流电动推杆电机,用于测量所述直流电动推杆电机的行程;
电压采集模块,连接所述拉绳传感器和所述控制器,用于测量所述拉绳传感器输出的电压值,并将所述电压值反馈至所述控制器;
所述控制器用于通过所述电压值计算理论秸秆抛撒幅宽,将所述理论秸秆抛撒幅宽作为反馈幅宽,根据所述反馈幅宽和所述目标秸秆抛撒幅宽判断是否需要继续调节秸秆抛撒幅宽;
所述理论秸秆抛撒幅宽表示为:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中,S表示所述直流电动推杆电机的行程;U表示所述拉绳传感器的输出电压;
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表示所述导流板的角度;L表示所述理论秸秆抛撒幅宽。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆抛撒幅宽调节系统,其特征在于,还包括:风速风向传感器,固定于联合收获机末端,连接所述控制器,用于实时采集联合收获机末端的自然风的风速和风向信息;
所述控制器用于根据通过所述电压值计算理论秸秆抛撒幅宽,根据所述风速和风向信息计算修订抛撒幅宽,并根据所述修订抛撒幅宽和所述理论秸秆抛撒幅宽得到反馈幅宽。
3.根据权利要求1所述的一种秸秆抛撒幅宽调节系统,其特征在于,还包括:
直流电源,连接所述直流电机正反转控制模块,用于提供电源;
电压转换模块,连接所述直流电源、工业计算机和所述控制器,用于电源电压转换,为所述工业计算机和所述控制器供电。
4.一种秸秆抛撒幅宽调节方法,其特征在于,包括:
比较目标秸秆抛撒幅宽和实际秸秆抛撒幅宽,得到比较结果;
根据所述比较结果对秸秆抛撒幅宽进行调节,计算反馈幅宽;
将所述反馈幅宽作为下一循环中的实际秸秆抛撒幅宽,返回“比较目标秸秆抛撒幅宽和实际秸秆抛撒幅宽”的步骤;
所述计算反馈幅宽,具体包括:
根据拉绳传感器的输出电压、直流电动推杆电机的行程、撒布板水平双调节机构中的导流板的角度和秸秆抛撒幅宽之间的对应关系,建立理论幅宽计算模型;
根据所述理论幅宽计算模型计算理论秸秆抛撒幅宽;
将所述理论秸秆抛撒幅宽作为所述反馈幅宽;
所述理论幅宽计算模型具体表示为:
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中,S表示所述直流电动推杆电机的行程;U表示所述拉绳传感器的输出电压;
Figure 436672DEST_PATH_IMAGE002
表示所述导流板的角度;L表示所述理论秸秆抛撒幅宽。
5.根据权利要求4所述的一种秸秆抛撒幅宽调节方法,其特征在于,所述计算反馈幅宽,具体还包括:
根据拉绳传感器的输出电压、直流电动推杆电机的行程、撒布板水平双调节机构中的导流板的角度和秸秆抛撒幅宽之间的对应关系,建立理论幅宽计算模型;
根据所述理论幅宽计算模型计算理论秸秆抛撒幅宽;
根据风速和风向信息计算修订抛撒幅宽;
根据所述理论秸秆抛撒幅宽和修订抛撒幅宽建立最终幅宽计算模型;
利用所述最终幅宽计算模型得到所述反馈幅宽。
6.根据权利要求5所述的一种秸秆抛撒幅宽调节方法,其特征在于,所述最终幅宽计算模型具体表示为:
Figure DEST_PATH_IMAGE004
其中,S表示所述直流电动推杆电机的行程;U表示所述拉绳传感器的输出电压;
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示所述导流板的角度;
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示所述反馈幅宽;
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示风速;
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示风向。
7.根据权利要求4所述的一种秸秆抛撒幅宽调节方法,其特征在于,所述根据所述比较结果对秸秆抛撒幅宽进行调节,具体包括:
若所述目标秸秆抛撒幅宽和所述实际秸秆抛撒幅宽之间的差值大于阈值,则控制直流电动推杆电机正转,增大导流板的角度,增大秸秆抛撒幅宽;
若所述目标秸秆抛撒幅宽和所述实际秸秆抛撒幅宽之间的差值小于阈值,则控制直流电动推杆电机反转,减小导流板的角度,减小秸秆抛撒幅宽。
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