【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及农业机械自动化控制技术，具体来说是一种小麦播种机组的速度跟踪预测方法。
技术介绍
1、传统的小麦播种机在作业中，常会受到田间复杂环境的影响而降低了排种/排肥的均匀性，导致小麦排种/排肥质量受到较大影响。为实现小麦精量排种/排肥，一些学者研制出智能小麦集排控制系统，通过北斗报文或雷达测速等方式获取播种机组排种/排肥行驶速度，并将速度信号传输至单片机，单片机将速度信号发送至电机驱动器实现排种轮精量排种/排肥。然而，受田间地面复杂路面激励、拖拉机振动等因素造成机身振动，以及受天气、建筑物和田间其他遮挡物等影响，易造成获取的播种机组行驶速度异常，甚至为零，这将严重影响小麦精量播种机作业精度，进而影响小麦的排种/排肥均匀性与各行排量的一致性。
2、近年来，一些论文和专利已经针对特定问题提出了各种解决方案和思路。然而，这些研究大都是就小麦播种机组匀速行驶工况下开展丢失数据点的预测，并未充分考虑到实际播种过程中加速与减速工况，特别是当所预测时刻介于变速与匀速的拐点时的工况，从而导致小麦播种机组的排种/排肥效率和精度不高。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种小麦播种机组的速度跟踪预测方法，以期能改善播种机在复杂田间作业环境下因测速不稳定导致的排种/排肥精度降低的问题，从而提高播种机组速度跟踪预测的准确性，为小麦智能电控播种提供技术保障。
2、本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
3、本专利
4、步骤1、获取当前第k个时刻tk的前n个时刻{tk-i|i=1,2,3…,n}下小麦播种机组的行驶速度，其中，表示当前第k个时刻tk的前第i个时刻tk-i测量的小麦播种机组的行驶速度；
5、步骤2、判断小麦播种机组的行驶工况，包括：完全匀速工况、完全变速工况、同时包含匀速工况和变速工况；
6、步骤2.1、利用式(1)计算当前第k个时刻tk的速度标准差sk：
7、 (1)
8、式(1)中，为当前第k个时刻tk的前n个时刻小麦播种机组的行驶速度的平均值；
9、步骤2.2、若，则表示小麦播种机组在当前第k个时刻tk处于完全匀速工况，其中，表示阈值；
10、若，则表示小麦播种机组在当前第k个时刻tk处于非完全匀速工况：
11、当时，表示小麦播种机组在当前第k个时刻tk处于减速工况；
12、当时，表示小麦播种机组在当前第k个时刻tk处于加速工况；
13、利用式(2)计算当前第k个时刻tk的前第tk-m时刻之后的速度集标准差：
14、 (2)
15、当满足阈值，且，则表示当前第k个时刻tk的前第tk-m时刻之前小麦播种机组处于加速工况，在前第tk-m时刻之后小麦播种机组进入匀速工况；
16、利用式(3)计算当前第k个时刻tk的前tk-m时刻之前的数据标准差：
17、 (3)
18、当满足阈值，且，则表示当前第k个时刻tk的前tk-m时刻之前小麦播种机组处于匀速工况，前tk-m时刻之后小麦播种机组进入减速工况；
19、步骤3、利用式(4)建立误差函数，并基于最小二乘法原理对误差函数进行求解，从而利用式(5)得到变速工况加速度a的最优估计值，其中，a、b分别表示tk-n时刻至tk-1时刻之间的时段内小麦播种机组行驶的加速度和初速度；
20、 (4)
21、 (5)
22、步骤4、计算当前第k时刻tk的速度跟踪预测值vk；
23、若判断速度测量集处于完全匀速工况，则以测量的n个时刻速度的平均值作为当前第k个时刻tk的速度跟踪预测值vk；
24、若判断速度测量集加速工况在前，匀速工况在后，则以zk-m作为分界点，利用式(6)得到当前时刻速度的速度跟踪预测值vk：
25、 (6)
26、若判断小麦播种机组处于完全变速工况，则利用式(7)得到当前第k个时刻tk速度的跟踪预测值vk：
27、 (7)
28、式(7)中，表示第k-1个时刻tk-1的速度测量值，表示相邻时刻间的最优估计值；
29、步骤5、若，则认为小麦播种机组在当前第k时刻tk的速度测量值zk异常，并将vk赋值给zk；否则，zk保持不变；从而按照zk对小麦播种机组在当前第k时刻tk的排种/肥轴电机转速进行控制，其中，表示阈值。
30、本专利技术一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述速度跟踪预测方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
31、本专利技术一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述速度跟踪预测方法的步骤。
32、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
33、1、本专利技术基于对当前时刻的前n个时刻的速度信息进行分析，对于田间地头的加速与减速行驶工况基于最小二乘法原理对其加速度进行拟合求解，充分考虑小麦播种机组实际播种过程的运行工况，解决了现有技术中速度跟踪预测系统无法适应不同运行工况的问题，尤其是在田间地头加速与减速行驶工况下精度不高的问题。
34、2、本专利技术通过对当前时刻速度预测精度的提高，使播种机能够更准确地根据速度调整排种和排肥量，提高了播种质量，减少了因速度波动导致的播种不均匀现象，确保了播种的均匀性和准确性，为小麦的生长提供了更好的条件。
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1.一种小麦播种机组的速度跟踪预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述速度跟踪预测方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
3.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述速度跟踪预测方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种小麦播种机组的速度跟踪预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述速度跟踪预测方法的程序，所述处...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨骐凡，刘策，李远代，丁立，宋梦雪，胡孔伟，张春岭，陈黎卿，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：
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