一种节能状态下的收获机发动机功率自适应负荷调控方法及系统

本发明涉及收获机领域，尤其涉及一种节能状态下的收获机发动机功率自适应负荷调控方法及系统。

背景技术：

1、收获机作业工况复杂，作业过程中受作物高度作物密度、谷物含水率、地面平整程度、行走速度等因素的影响，其消耗的发动机功率也不相同，发动机在多数情况下不能在最佳工作点运行，甚至导致掉速、闷车甚至冒黑烟的问题，因此控制发动机的功率输出对于整机的节能有很大影响。

2、公开号为cn115380700a的中国发明专利，公开了一种联合收割机发动机功率自适应控制系统和方法，能够对联合收割机的发动机功率进行自适应控制，使发动机功率与工况达到最佳匹配，大大提高了发动机功率利用率，降低燃油消耗。公开号为cn118224004a的中国发明专利，公开了一种收获机发动机转速自适应控制方法、系统及收获机，从软件层面控制发动机转速自适应作业工况，维持发动机转速在最佳工作点运转，避免发动机转速与工况不匹配引起的能源浪费问题，兼顾收获机性能和节油目标。

3、上述专利均对发动机功率进行自适应调控，制定了多个工作模式下发动机功率分配策略，但未对收获机实际作业过程中进行实时调控，且收获机是非线性系统，发动机功率调节效果较差，导致油耗较高。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种节能状态下的收获机发动机功率自适应负荷调控方法及系统。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种节能状态下的收获机发动机功率自适应负荷调控方法，包括：

3、收获机处于起始作业状态。

4、发动机根据发动机功率预测调控模型输出功率。

5、获取发动机和负载部件实时扭矩及转速数据信息。

6、根据转速和扭矩传感器反馈过来的数据信息，控制器判断发动机功率是否满足当前总功率的需求，也就是发动机的功率和负载部件的总功率是否匹配。

7、如果二者功率匹配，则发动机输出保持不变功率；如果不匹配，也就是发动机输出功率大于或者小于当前总功率需求，则进入发动机功率调节状态，控制器控制电喷柴油发动机调节功率输出。

8、根据所设计的模糊控制器，控制器自动调节电控喷油器喷油量，进而调节发动机输出功率。

9、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种节能状态下的收获机发动机功率自适应负荷调控系统，包括：车载控制器、转速传感器、扭矩传感器、图像传感器、压力传感器电控柴油发动机和人机交互界面。其中，转速传感器和扭矩传感器获取数据乘积构成功率值。

10、所述转速传感器用于获取发动机和负载转速，所述扭矩传感器用于获取发动机和负载扭矩，所述图像传感器用于识别作物表型特征，所述压力传感器获取喂入量，所述电控柴油发动机用于输出功率，所述车载控制器用于上述技术方案任一项所述的发动机功率自适应负荷调控方法。

11、本发明的有益效果：

12、1、一种节能状态下的收获机发动机功率自适应负荷调控系统创新型的建立发动机模糊控制策略，创新型的选择了电喷柴油发动机作为功率输出机构，从而实现自适应智能调控。

13、2、改变了发动机油耗高、实时功率不匹配的现状，实现了发动机功率作业过程中实时调节，极大地提高了功率匹配效率。

14、3、通过实时调整发动机功率输出，系统可以根据实际工作负荷实现最佳匹配，避免过度功率输出，保证设备稳定高效运行，调控过程全程智能化，无需人工干预。

技术特征：

1.一种节能状态下的收获机发动机功率自适应负荷调控方法，其特征在于，所述发动机根据发动机功率预测调控模型输出功率，根据转速和扭矩传感器反馈的数据信息，控制器判断发动机功率是否满足当前总功率的需求，如果二者功率匹配，则发动机输出保持不变功率；如果不匹配，则进入发动机功率调节状态，控制器控制电喷柴油发动机调节功率输出，根据所设计的模糊控制器，自动调节电控喷油器喷油量，进而调节发动机输出功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率预测调控模型，通过把图像传感器和收获机负载部件传感器采集到的表型特征和机械特征数据输入到喂入量预测模型，进一步得到喂入量的预测值，进一步根据喂入量-功率匹配库输出功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模糊控制器，将功率差值和变化率转换为模糊变量，建立模糊规则将模糊规则表转换为清晰的输出，根据解模糊后的输出结果，调控电控喷油器进一步来调节发动机输出功率。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述喂入量预测模型，将表型特征和机械量等参数输入到基于神经网络的控制器，通过训练后的控制器得到喂入量的预测值。

5.一种节能状态下的收获机发动机功率自适应负荷调控系统，其特征在于，包括：车载控制器、转速传感器、扭矩传感器、图像传感器、压力传感器电控柴油发动机和人机交互界面。其中，转速传感器和扭矩传感器获取数据乘积构成功率值。

6.所述转速传感器用于获取发动机和负载转速，所述扭矩传感器用于获取发动机和负载扭矩，所述图像传感器用于识别作物表型特征，所述压力传感器获取喂入量，所述电控柴油发动机用于输出功率，所述车载控制器用于执行权利要求1至4任一项所述的发动机功率自适应负荷调控方法。

技术总结本发明涉及收获机技术领域，公开了一种收获机发动机转速自适应控制方法及系统。方法包括：收获机处于起始作业状态，发动机根据发动机功率预测调控模型输出功率，根据转速和扭矩传感器反馈的数据信息，控制器判断发动机功率是否满足当前总功率的需求。如果二者功率匹配，则发动机输出保持不变功率；如果不匹配，则进入发动机功率调节状态，控制器控制电喷柴油发动机调节功率输出。根据所设计的模糊控制器，自动调节电控喷油器喷油量，进而调节发动机输出功率。改变了发动机油耗高、实时功率不匹配的现状，实现了发动机功率作业过程中实时调节，极大地提高了发动机功率匹配效率。技术研发人员：曹树坤,汤振宇,曹翀,董兴良,王宇,徐蕾,王进受保护的技术使用者：济南大学技术研发日：技术公布日：2024/12/12