[发明专利]一种播种机监控系统和监控方法

说明书

本发明提供了一种播种机监控系统和监控方法，一种播种机监控系统，包括工控机和驱动电机；所述工控机包括机组速度融合模块、排种流量监测模块、驱动电机理论转速决策模块、转速偏差推理模块、控制参数整定模块、排种轴转速调整模块和排种轴转速控制模块；定位信号接收器固定在驾驶室顶部，用于接收地理位置信号；所述定位信号接收器与驱动电机理论转速决策模块连接；速度传感器安装在播种机驱动轮上，用于测量播种机驱动轮转速；所述速度传感器与机组速度融合模块连接，加速度传感器安装在播种机机架横梁上，用于测量播种机加速度；所述加速度传感器与机组速度融合模块连接。本发明可以解决的是机组作业状态参数监测以及播量精准调控的问题。

技术领域

本发明涉及农业机械自动化领域，特别涉及一种播种机监控系统和监控方法。

背景技术

播种过程智能化已成为农业工程领域的一大热点研究问题，播种机自适应监控系统由此应运而生。通过设定或导入播种处方图，实现智能播种。传统由链传动驱动排种器的播种机械，在潮湿、泥泞的土壤环境中，易受驱动轮空转及打滑的影响造成重播或漏播等问题，为降低播种机具作业过程中驱动轮滑移对播种质量的影响，采用电力拖动系统代替以地轮为动力源的链条传动系统已成为播种机发展的新趋势，专利CN201110398048.9以步进电机代替地轮链条系统驱动排种器，简化了机械结构，但其仍以地轮转速作为获取机具前进速度的单一因素，没有消除由于地轮空转、滑移导致的机具前进速度测量偏差，从而造成播种机漏播、重播现象。

为加快播种机智能化进程，降低人工劳动力，实现信息化播种作业，为后续田间管理、收获等工作提供数据支撑，需在机组关键位置安装传感器，除反馈机具前进速度外，还要求能够实时反馈机具空间位置、单位距离内种子流量，作为调整排种器转速的重要依据。专利CN201210144176.5提供一种播种机的智能监控方法，该方法缺乏转速监控手段，由主控制系统直接控制调速电机，易在作业过程中受到信号干扰，无法及时消除播量偏差，从而造成实际播量与理论播量的误差。

目前，虽然国内外播种机监控系统不断推陈出新，但实际应用中排种轴转速仍以固定参数的调节算法为主，不涉及控制参数的在线优化功能。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种播种机监控系统和监控方法，解决的是机组作业状态参数监测以及播量精准调控的问题。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种播种机监控系统，包括工控机和驱动电机；所述工控机包括机组速度融合模块、排种流量监测模块、驱动电机理论转速决策模块、转速偏差推理模块、控制参数整定模块、驱动电机转速调整模块和驱动电机转速控制模块；

定位信号接收器固定在驾驶室顶部，用于接收地理位置信号；所述定位信号接收器与驱动电机理论转速决策模块连接，驱动电机理论转速决策模块通过查表法将地理位置信号转换为所在区域的理论播量Q，即：Q＝f(N,E)，式中：N为播种机的北纬坐标，E为播种机东经坐标；

速度传感器安装在播种机驱动轮上，用于测量播种机驱动轮转速；所述速度传感器与机组速度融合模块连接，用于将第u次采样的播种机驱动轮转速n_u作为机组速度融合模块的输入；加速度传感器安装在播种机机架横梁上，用于测量播种机加速度；所述加速度传感器与机组速度融合模块连接，用于将第u次采样的播种机加速度a_u作为机组速度融合模块的输入；

所述机组速度融合模块将输入的第u次采样的播种机驱动轮转速n_u和第u次采样的播种机加速度a_u通过速度融合算法转换为第u次采样的播种机速度v_u，具体为：

式中：

n_u为第u次采样的播种机驱动轮转速，转/min；