1.自适应调节耕作刀具运行高低的控制系统,其特征在于:包括机车速度控制系统、刀架高低调节系统和土质结构判断系统;所述的机车速度控制系统包括与机车行进电机连接的变频器或调速器,变频器或调速器可控制行进电机的转动方向及转速;所述的刀架高低调节系统包括与可调刀架连接的气缸或油缸,气缸或油缸与调节阀连接,调节阀可驱动气缸或油缸进而控制刀架的高低位置;所述的土质结构判断系统包括安装在气缸或油缸上的压力传感器、安装在行进电机上的电流传感器和速度传感器、安装在耕作车辆上的陀螺仪、安装在刀架上的刀架高低位置传感器和与所述调节阀及行进电机连接的PID控制器;
刀具运行高低的控制方法如下:
1).建立数据库,所述数据库包括四组数据L1、L2、C0、L3;其中,
L1为在土质结构、刀具深度、运行速度相同条件下,耕作车辆在不同坡度时与坡度为零时压力传感器读取的压力值比;
L2为坡度、土质结构和刀具深度相同条件下,耕作车辆在不同速度时与速度为80r/min时压力传感器读取的压力值比;
C0为坡度为零、速度为80r/min、刀具深度h0条件下,耕作车辆在不同土质结构下电流传感器读取的电流值比;h0为刀架齿深入地面3/4的位置时,刀架下降高度值;
L3为耕作车辆在实际不同土质结构运行状态下与在实验理想土质结构运行状态下电流传感器读取的电流值比;
2).给刀架高度设定初始值h0.
3).陀螺仪计算耕作车辆所在位置的坡度信息,查找数据库,找到相应坡度的压力比L1和L2,根据耕作车辆电流传感器测量到的电流值C1和转速传感器的测量到的转速值W0,将C1/(L1*L2)与数据库里面的C0比较,利用就近原则,选择相应的L3值;
4).根据给定压力P1,结合的压力比L1、L2和电流比L3,获得带有坡度信息的给定压力P2,P2=P1*L1*L2*L3,再将该给定压力P2与压力传感器反馈压力P0相比较,利用PID控制器输出刀架的控制高度信号,驱动气缸或油缸对刀架进行上抬或下降动作;给定压力P1为实验理想土质结构、坡度为零、速度为80r/min、刀具深度为h0时压力传感器读取的压力值;给定压力P2具有一个上限值,该上限值不能大于实验阶段测量到的刀架长期稳定工作能够承受的稳定压力值;
机车速度的控制方法如下:
1).给耕作车辆前进时的行进速度一个初始给定速度w1;
2).陀螺仪计算耕作车辆所在位置的坡度值β,坡度值β用‑100%~100%的连续百分值表示,规定坡度为0时β为0,上升坡度为90度时β为100%,下降坡度为90度时β为‑100%;计算耕作车辆需要的给定速度w2,当耕作车辆在上升坡度时,w2=w1‑w1*β*a,当耕作车辆在下降坡度时,w2=w1,其中,a为在具体坡度下电流传感器测量到的电流与坡度信息的系数;
3).w2与反馈速度w0相比较,通过PID控制器调整输出电流,该输出电流与电流传感器测量的反馈电流相比较求差,该差值通过PI控制器产生的转速信号给变频器或调速器来控制机车的运行速度。
2.根据权利要求1所述自适应调节耕作刀具运行高低的控制系统,其特征在于:
所述的坡度比β小于30%时,变频器或者调速器进行行进电机的调速控制,如果β值大于30%时,变频器或者调速器进行行进电机的转向控制。