联合收获机割台纵向高度-横向倾角协同仿形系统设计与试验

摘要

为提高联合收获机割台纵向高度与横向倾角的协同仿形能力，并提高仿形装置的检测灵敏度，设计了一种割台协同仿形系统。系统由曲臂式仿形检测装置、割台升降与调平液压系统、PLC控制单元、HMI显示屏及手动调控模块等组成。通过对比分析直臂式与曲臂式两种仿形装置的检测灵敏度及其影响因素，优选出检测灵敏度更高的曲臂式仿形装置。提出一种割台协同仿形控制策略并结合改进的灰色预测变速PID算法进行系统控制，基于割台与其底部地形呈现的相对平行或倾斜状态，实现独立或联合调节割台高度与倾角。仿真结果表明，与传统PID相比，仿形系统调节时间相对缩短58%，有效提高了系统的调节速度。田间试验结果表明，在4～10 km/h的作业速度下，仿形系统保持较高的作业精度，留茬高度合格率相比手动模式平均提高42.42%，各组留茬高度与目标高度绝对误差均控制在15 mm以内，留茬更加均匀，表明仿形系统具有良好的协同仿形性能。

关键词

纵向高度-横向倾角协同仿形 / 仿形检测装置 / 灰色预测 / 变速PID控制 / 联合收获机