【摘要】：稻麥聯(lián)合收割機(jī)是農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中的重要一員,研發(fā)具有智能化控制的稻麥聯(lián)合收割機(jī)將會(huì)為作物的收割環(huán)節(jié)提供重要保障。收割機(jī)清選系統(tǒng)的清選結(jié)果直接決定了稻麥聯(lián)合收割機(jī)性能的優(yōu)異。因此,研制性能優(yōu)良的清選裝置并制定相應(yīng)的智能策略,是收割機(jī)實(shí)現(xiàn)智能控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文在十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“智能化稻麥聯(lián)合收獲機(jī)多參數(shù)融合調(diào)控策略”的資助下,以稻麥聯(lián)合收割機(jī)清選控制系統(tǒng)為試驗(yàn)平臺(tái),并為該系統(tǒng)配置多種傳感器數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng),通過(guò)運(yùn)用機(jī)械學(xué)、傳感器技術(shù)和智能控制技術(shù),對(duì)聯(lián)合收割機(jī)清選系統(tǒng)的智能控制及其相關(guān)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究:一、聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行大規(guī)模作業(yè)時(shí),稻麥聯(lián)合收割機(jī)的特征參數(shù)的獲取環(huán)節(jié)是十分重要且關(guān)鍵的。其中,草谷比信息獲取尤為特出。傳統(tǒng)遙感技術(shù)在作物識(shí)別、漲勢(shì)監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量評(píng)估等方面均取得了較好成果,但由于其獲取周期長(zhǎng)、成本較高,使得其未能在作物草谷比預(yù)測(cè)取得應(yīng)用。為突破傳統(tǒng)遙感技術(shù)的不足,我們采用無(wú)人機(jī)作為遙感平臺(tái)。根據(jù)無(wú)人機(jī)遙感影像的特征及目標(biāo)需求,在影像解讀步驟中提出了一種基于圖像灰度分層方法來(lái)預(yù)測(cè)作物草谷比的算法。算法根據(jù)拼接后的影像區(qū)域灰度值的不同,將研究區(qū)域圖像的灰度值劃分為若干層,根據(jù)每個(gè)區(qū)域所在的層次數(shù)獲取對(duì)應(yīng)作物區(qū)草谷比的相對(duì)大小。田間實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明,該方法具有一定的可靠性。二、在獲取到目標(biāo)區(qū)域作物草谷比相對(duì)大小后,需根據(jù)草谷比分布情況設(shè)置相應(yīng)的模糊控制算法。聯(lián)合收割機(jī)清選控制系統(tǒng)屬于多變量控制系統(tǒng),傳統(tǒng)多變量模糊控制方法很難為收割機(jī)清選系統(tǒng)制定比較理想的模糊規(guī)則庫(kù)。為改變上述現(xiàn)狀,我們提出了一種增量式模糊控制方法。該方法主要通過(guò)改變模糊規(guī)則語(yǔ)句制定規(guī)則,即將所有輸入和輸出變量全部作為模糊規(guī)則的輸入部分,而模糊規(guī)則的輸出變?yōu)檩敵隽康脑隽�。結(jié)合清選性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和操作員經(jīng)驗(yàn),完成了聯(lián)合收割機(jī)清選系統(tǒng)增量式模糊控制模型的建立。三、為驗(yàn)證清選系統(tǒng)增量式模糊控制模型的合理性,我們搭建一套完整的清選實(shí)驗(yàn)平臺(tái),基于此實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別采用基于無(wú)人機(jī)圖像的智能模糊控制方法和傳統(tǒng)手動(dòng)控制方法進(jìn)行田間實(shí)驗(yàn)。收割機(jī)分別采用低速、中速和高速進(jìn)行收割實(shí)驗(yàn),采用基于無(wú)人機(jī)圖像的智能模糊控制方法得到的清選含雜率和損失率的平均值分別是2.16%和2.32%,而傳統(tǒng)的控制方法對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別是2.39%和2.56%。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,基于無(wú)人機(jī)圖像的智能模糊控制方法得到清選性能優(yōu)于人工經(jīng)驗(yàn)控制方法,從而驗(yàn)證了基于無(wú)人機(jī)圖像的智能控制方法的合理性。
【圖文】：

機(jī)能夠收割多種農(nóng)作物，其清選系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：該系統(tǒng)的魚(yú)鱗篩設(shè)置為上、下逡逑兩層魚(yú)鱗篩，，且他們的角度均可以調(diào)整；振動(dòng)篩是采用雙層交錯(cuò)振動(dòng)設(shè)計(jì)方式，逡逑如圖１．１ｂ所示。逡逑ａ－凱斯Ａｘｉａｌ－Ｆｌｏｗ邋８０１０邐ｂ．約銪迪爾Ｒ４０逡逑圖１．１單風(fēng)道收割機(jī)逡逑紐荷蘭生產(chǎn)的ＣＲ９０９０聯(lián)合收割機(jī)的清選裝置采用雙風(fēng)道風(fēng)機(jī)，兩個(gè)不同的逡逑風(fēng)機(jī)可以根據(jù)需要產(chǎn)生不同大小和方向的氣流。因此，清選室內(nèi)能夠根據(jù)需要獲逡逑取不同類型的氣流場(chǎng)，如圖ｌ．２ａ所示。振動(dòng)篩前端采用單層篩，后端使用雙層逡逑篩，該設(shè)計(jì)可以有效降低收割過(guò)程中的損失。山東時(shí)風(fēng)集團(tuán)和中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科逡逑學(xué)研宄院共同研制出的３６８８型聯(lián)合收割機(jī)采用的是新型單縱軸流脫粒清選系統(tǒng)，逡逑在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)水稻和小麥兩用的功能，提高了清選系統(tǒng)的功能及可靠性。雷沃逡逑谷神ＲＧ２５收割機(jī)采用單縱軸流脫粒，可以通過(guò)切換割臺(tái)實(shí)現(xiàn)水稻、小麥等不同逡逑作物的收割

機(jī)能夠收割多種農(nóng)作物，其清選系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：該系統(tǒng)的魚(yú)鱗篩設(shè)置為上、下逡逑兩層魚(yú)鱗篩，且他們的角度均可以調(diào)整；振動(dòng)篩是采用雙層交錯(cuò)振動(dòng)設(shè)計(jì)方式，逡逑如圖１．１ｂ所示。逡逑ａ－凱斯Ａｘｉａｌ－Ｆｌｏｗ邋８０１０邐ｂ．約銪迪爾Ｒ４０逡逑圖１．１單風(fēng)道收割機(jī)逡逑紐荷蘭生產(chǎn)的ＣＲ９０９０聯(lián)合收割機(jī)的清選裝置采用雙風(fēng)道風(fēng)機(jī)，兩個(gè)不同的逡逑風(fēng)機(jī)可以根據(jù)需要產(chǎn)生不同大小和方向的氣流。因此，清選室內(nèi)能夠根據(jù)需要獲逡逑取不同類型的氣流場(chǎng)，如圖ｌ．２ａ所示。振動(dòng)篩前端采用單層篩，后端使用雙層逡逑篩，該設(shè)計(jì)可以有效降低收割過(guò)程中的損失。山東時(shí)風(fēng)集團(tuán)和中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科逡逑學(xué)研宄院共同研制出的３６８８型聯(lián)合收割機(jī)采用的是新型單縱軸流脫粒清選系統(tǒng)，逡逑在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)水稻和小麥兩用的功能，提高了清選系統(tǒng)的功能及可靠性。雷沃逡逑谷神ＲＧ２５收割機(jī)采用單縱軸流脫粒，可以通過(guò)切換割臺(tái)實(shí)現(xiàn)水稻、小麥等不同逡逑作物的收割
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP273.4;S225;TP751

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本文編號(hào)：2661915