基于灰色预测模糊控制的联合收割机前进速度控制系统*陈进1郑世宇1李耀明2吕世杰1（1.江苏大学机械工程学院，镇江212013；2.江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室，镇江212013）【摘要】分析了联合收割机的工作过程，针对其工作过程中的非线性、时变、大滞后特性，提出采用灰色预测模糊控制的方法对联合收割机的前进速度进行自动控制，使其负荷保持稳定。分析了预测控制和模糊控制相结合的必要性和重要性，设计了基于灰色预测模糊控制的联合收割机前进速度控制装置，建立了灰色预测模糊控制模型，并进行了仿真和试验。仿真结果表明，运用灰色预测模糊控制算法能使控制系统的调整时间更短，超调量更小，控制性能更加优越。关键词：联合收割机前进速度灰色预测模糊控制：S225.31文献标识码：AForwardSpeedControlSystemforCombineHarvesterBasedonGrayPredictiveFuzzyControlChen激n1ZhengShiyu1LiYaoming2LvShi激e1（1.SchoolofMechanicalEngineering,激angsuUniversity,Zhen激ang212013,China2.KeyLaboratoryofModernAgriculturalEquipmentandTechnology,MinistryofEducation,激angsuUniversity,Zhen激ang210013,China)AbstractThispaperanalyzestheworkingprocessofcombineharvester,aimingatthepropertiesofnonlinear,timevaryinganddelay,thisthesisusedfuzzycontrolwithgreypredictionalgorithmtocontrolthespeedofcombineharvesterandkeeptheloadstable.Thepaperanalyzesthenecessityandimportanceofthecombiningpredictivecontrolwithfuzzycontrol,designsforwardspeedcontroldeviceforcombineharvesterbasedongreypredictionfuzzycontrol,establishesthegreypredictionfuzzycontrolmodelanditissimulatedandtested.Theresultsshowthatthecontrolsystemwiththegreypredictionfuzzycontrolalgorithmhasshorteradjustmenttime,smallerovershootandmoresuperiorcontrolperformance.KeyWordsCombineharvester，Forwardspeed，Greyprediction，Fuzzycontrol引言性能良好的联合收割机应该在不超过额定喂入量和允许损失量的前提下，具有最大的前进速度[1]。脱粒滚筒作为联合收割机的重要工作部件，其脱粒性能不仅与喂入量和脱粒滚筒转速等可控因素有关，还与地理环境、作物成熟度和湿度等不可控因素有关，均匀合理的喂入量和稳定的滚筒转速是保证脱粒性能的前提。国内外农机研究人员在联合收割机负荷智能监测和联合收割机前进速度的自动控制方面做了不少的研究，取得了一定的成果[2]~[6]。联合收割机前进速度自动控制的目的是保持均匀合理的喂入量，使脱粒滚筒和输粮搅龙等主要工作部件的负荷稳定，以获取最佳脱粒质量和最大前进速度。然而，通过对脱粒滚筒或输粮搅龙转速收稿日期：2011-03-24修回日期：2011-04-08*“863计划”国家高技术研究发展计划资助项目(2010AA101402)作者简介：陈进，教授，博士生导师，主要从事现代农业装备监测与控制技术研究，E-mail：ymli@ujs.edu通讯作者：李耀明，教授，博士生导师，主要从事农业装备关键技术的基础理论及产品的开发研究工作的监测来控制前进速度有很大的滞后性，现有的研究成果中对控制滞后的问题还没有很好地解决，控制系统实时性差。谷物经由割台搅龙和输送槽才进入脱粒滚筒，因此，当发现脱粒滚筒转速急剧下降时再进行处理已经滞后一定的时间，很容易直接造成滚筒的堵塞。本文以灰色预测模糊控制理论为基础，设计以单片机为控制器的联合收割机前进速度控制装置，在保证联合收割机具有稳定的负荷和良好的脱粒性能的情况下，快速地对故障作出预警，并及时对前进速度进行控制，重点解决前进速度控制中的滞后问题。1前进速度控制系统组成及工作原理联合收割机前进速度自动控制系统硬件组成如图1所示，主要由信号采集调理模块、参数设定模块、液晶显示模块、声光报警模块、调速执行机构以及单片机控制器组成。本系统以“雷沃谷神”切纵流联合收割机作为试验样机，单片机控制器选用C8051F020，它在一个芯片内集成了构成一个单片机数据采集或控制系统所需要的几乎所有模拟和数字外设及其他功能部件；滚筒转速、搅龙转...