[发明专利]一种智能收割机割台水平升降控制系统及方法

权利要求书

1.一种智能收割机割台水平升降控制系统，其特征在于，所述智能收割机割台水平升降控制系统包括：

动力模块，与主控模块连接，通过发动机为收割机提供动力；

操作模块，与主控模块连接，通过按键及控制手柄进行割台切割操作；

主控模块，与动力模块、操作模块、切割模块、割台高度调节模块、输送模块、清洗模块连接，用于控制各个模块正常工作；

切割模块，与主控模块连接，通过切割刀片对农作物进行切割；

割台高度调节模块，与主控模块连接，用于调节割台切割高度；

输送模块，与主控模块连接，用于将切割的农作物通过传送带输送到脱粒装置；

清洗模块，与主控模块连接，用于对切割刀片泥土进行清洗。

2.如权利要求1所述的智能收割机割台水平升降控制系统，其特征在于，

清洗模块包括储液模块、高压模块、吹风模块；

储液模块，用于存储收割机割台刀片清洗液；

高压模块，用于通过高压枪对收割机割台刀片泥土进行清洗；

吹风模块，用于通过鼓风机对清洗后收割机割台刀片进行吹风干燥。

3.如权利要求1所述的智能收割机割台水平升降控制系统，其特征在于，所述清洗模块包括储液模块、高压模块、吹风模块；

储液模块，用于存储收割机割台刀片清洗液；

高压模块，用于通过高压枪对收割机割台刀片泥土进行清洗；

吹风模块，用于通过鼓风机对清洗后收割机割台刀片进行吹风干燥。

4.一种如权利要求1所述的智能收割机割台水平升降控制系统的智能收割机割台水平升降控制方法，其特征在于，所述智能收割机割台水平升降控制方法包括：

动力模块集成的发动机利用噪声去除设备进行噪声去除后为收割机提供动力；噪声去除中，需进行噪声的辐射声功率检测，当发动机处于稳定工作状态时，噪声去除设备的表面振动速度和辐射声功率有如下关系：

式中:W_rad为辐射声功率；ρ_0c为声辐射阻抗；S为噪声辐射表面积；为噪声去除设备噪声辐射表面法向振动速度的平方对高度及振动表面的平均值，通过模拟计算或者发动机表面振动试验测量得到；σ为辐射比；

取基准声功率W₀＝10～12W，则噪声去除设备A计权的声功率为:

式中:Lw为噪声辐射声功率级；ρ_0c、S通过计算得到；Δ为噪声去除设备A计权网络的衰减量；得到的辐射声功率信息传输给主控模块；主控模块对辐射声功率信息进行分析后，反馈给噪声去除设备，进行噪声去除工作；

操作模块利用按键及控制手柄进行割台切割操作；

切割模块通过切割动静刀片对农作物进行切割；

切割时，通过割台高度调节模块集成的控制系统调节割台切割高度；控制系统等效数学模型由一阶惯性环节和纯滞后环节构成：

式中：G(s)为系统被控对象的传递函数；K_C为系统增益常数；T₀为系统惯性高度常数；τ为系统滞后高度；s为拉普拉斯变换算子；

控制系统进行调节割台切割高度中，进一步利用条件概率转移矩阵，确定高度的状态转移矩阵；

建立高度威胁等级与高度因素的离散动态贝叶斯网络模型；

离散动态贝叶斯网络模型是由观测节点和状态节点构成的有向无环图，高度类型、相对位置共同构成了离散状态节点，高度威胁等级为观测节点；

建立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，结合所建立的离散动态贝叶斯网络模型，确定最终的威胁等级即为贝叶斯推理过程依据大量状态节点数据推理出观测节点最大可能取值的概率；

离散动态贝叶斯网络模型中各节点的状态集合用S’表示，各因子用下标区分：S’_DC＝{高，中，低}；

控制系统进行调节割台切割高度中，进一步包括：系统参数λ和观测序列Y，前向-后向算法推理出概率P(Y|λ)的过程如下：

前向算法，定义前向变量α_t(i)＝P(y₁,y₂,...,y_t,x_t＝i|λ)

初始化：α₁(i)＝π_ib_i(y₁), 1≤i≤n

递归运算：

结果：

后向算法，定义后向变量β_t(i)＝P(y_t+1,y_t+2,...,y_T|x_t＝i,λ)

初始化：β_T(i)＝1, 1≤i≤n

递归运算：

结果：

将前向算法、后向算法结合起来构成前向-后向算法：

最终，根据确立的观测利用建立的观测证据表、条件转移概率表和状态转移概率表，运用隐马尔科夫推理算法计算出最终的高度威胁等级；

切割后，输送模块将切割的农作物传送脱粒装置；倾斜输送装置同步控制中，采用变频器控制倾斜输送装置驱动电机；采用编码器检测倾斜输送装置驱动电机转速，编码器将检测的倾斜输送装置速度信号并反馈给主控模块；主控模块对于设定的倾斜输送装置驱动电机速度信号进行比较，经PID指令控制，进行数据处理，输出模拟信号作用于变频器，校正安装的倾斜输送装置驱动电机速度，将倾斜输送装置速度偏差消除；

通过清洗模块对切割刀片泥土进行清洗。