基于占空比测量的谷物联合收获机产量监测系统研究

针对谷物联合收获机产量监测系统成本高、结构复杂和稳定性较低的问题,设计了基于占空比测量的谷物联合收获机产量监测系统,由对射式光电传感器、GPS模块、数据处理单元、数据存储单元和可视化单元组成.系统工作时,通过对射式光电传感器监测刮板上谷物遮挡与不遮挡两种电压信号,通过软件系统处理信号中高度对应的占空比,利用占空比与产量计量模型的关系获得产量数据,并连同系统的绝对时间、GPS数据存储到系统中.通过EDEM仿真和理论模型分析,推导了占空比测量值与谷物质量的正比例关系.利用台架试验对占空比测量值与谷物质量进行了全局模型和局部模型拟合,决定系数R2均不小于0.988.随后通过台架试验对全局模型和局部模型进行模型分析,台架试验结果表明,虽然局部模型可能对固定转速下的测量数据更优,但全局模型更具有通用性.随着系统测量数据的增加,相对误差逐步减小.田间试验中对系统测量的异常信号进行了统计和分析,为了减少异常信号对测产误差的影响,对系统测量值与实际产量进行了标定.田间试验结果表明,产量监测系统测产最大相对误差为3.83％,平均相对误差为0.40％,系统整体误差和误差波动均较小.