[发明专利]一种油菜联合收割机的转速闭环控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种油菜联合收割机的转速闭环控制系统，其特征是收割机的脱粒滚筒和清选风机分别配设有步进电机、减速器和转速传感器，转速传感器检测脱粒滚筒/清选风机的转速并输入控制器，步进电机-减速器-脱粒滚筒/清选风机-控制器构成两路耦合PID闭环控制，控制器连接工控机，工控机向控制器提供作物喂入量、含杂率和损失率参数作为参考输入，控制器输出脱粒滚筒和清选风机对应的转速参数。

2.根据权利要求1所述的一种油菜联合收割机的转速闭环控制系统，其特征是收割机设有疏密度摄像头、含杂率摄像头和损失率检测模块，两个摄像头及损失率检测模块均通过数据传输线与工控机连接，疏密度摄像头设置在收割机上部，用于采集收割机前方图像，工控机通过图像识别处理获得作物的疏密度，并计算得到喂入量；含杂率摄像头安装在收割机粮仓上方采集图像，工控机通过图像识别处理获得作物含杂率；损失率检测模块安装于收割机杂质出口处，用于检测作物损失率。

3.根据权利要求1所述的一种油菜联合收割机的转速闭环控制系统，其特征是减速器通过无级调速皮带盘连接脱粒滚筒/清选风机，步进电机安装在无级调速皮带盘外侧，由蓄电池供电，通过方向信号线、PWM信号线与工控机连接，减速器为蜗轮蜗杆减速器，减速器固定在步进电机端头，蜗轮蜗杆减速器与无级调速皮带盘通过链条连接，步进电机转动调节无级调速皮带盘的松紧，改变脱粒滚筒/清选风机的转速。

4.根据权利要求1所述的一种油菜联合收割机的转速闭环控制系统，其特征是转速传感器为磁性霍尔转速传感器，安装在滚筒及风机/清选风机转轴顶端，输出方式为NPN型集电极开路输出，通过信号输出线连接到控制器，经过上拉电路形成脉冲信号，通过计算一次采样周期内上升沿的数量来计算转速。

5.根据权利要求1所述的一种油菜联合收割机的转速闭环控制系统，其特征是控制器采用STM32为核心的控制电路。

6.一种油菜联合收割机的转速闭环控制方法，其特征是基于权利要求1-5任一项所述的油菜联合收割机的转速闭环控制系统，对联合收割机的脱粒滚筒和清选风机的转速进行耦合闭环控制，闭环控制的控制对象为脱粒滚筒转速和清选风机转速，输入为作物喂入量、作物含杂率和作物损失率，输出为脱粒滚筒及清选风机转速，转速转化为步进电机的PWM信号及方向信号反馈给步进电机，实现对脱粒滚筒和清选风机的联动转速闭环控制。

7.根据权利要求6所述的一种油菜联合收割机的转速闭环控制方法，其特征是根据多变量解耦的自校正PID方法进行PID闭环控制，得到对脱粒滚筒和清选风机转速的最优控制参数输出。