CN116034738A - 一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***及方法 - Google Patents

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CN116034738A CN202211082993.2A CN202211082993A CN116034738A CN 116034738 A CN116034738 A CN 116034738A CN 202211082993 A CN202211082993 A CN 202211082993A CN 116034738 A CN116034738 A CN 116034738A
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付明刚
胡伟
刘大欣
周德义
吴宝广
于春生
侯鹏飞
张万余
辛玥霖
张强
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    • A01F12/00—Parts or details of threshing apparatus
    • A01F12/44—Grain cleaners; Grain separators
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
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Abstract

本发明公开了一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***及方法，采用双风机***，上筛、下筛独立可控，能够根据试验台工作状态进行自动决策并调整试验参数，降低清选损失与含杂率，提高清选试验台的工作效率。该***包括机械部分、上位计算机、下位控制器、模拟量输入/输出装置、传感采集装置、人机交互装置、执行机构和限位报警装置。上位计算机通过设置在机械部分内的多个传感器获得清选试验台的实时工作状态，将籽粒含杂率与设定值进行比较，当籽粒含杂率大于预设值时，依据模糊控制策略进行自动决策，并周期性调节上筛、下筛转速、风速、风量、喂入量，实现多参数的自适应调节，并自动存储清选试验台的工作状态参数与控制参数，为研究分析各参数对清选效果的影响、设计高效合理的清选***提供依据。

Description

一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***及方法
技术领域
本发明属于谷物清选技术领域，更确切地说，本发明涉及一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***及方法。
背景技术
清选试验台是研制开发新型清选装置、验证清选参数的重要试验设备，对于降低收获机械的清选损失率和含杂率，提高清选质量和效率有重要意义。目前常见的清选试验台往往将清选装置与脱粒装置组合在一起进行试验，且清选上筛、下筛无法单独控制，风量、风向无法调整，无法单独分析清选筛的上筛、下筛以及风机、风道设计对清选效果的影响；现有实验台参数设定大多采用手动模式开环控制，参数多、设定复杂，缺乏多参数的自适应控制决策，无法快速寻找最适合的参数匹配组合。
发明内容
一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***，包括机械部分、上位计算机、下位控制器、模拟量输入/输出装置、传感采集装置、人机交互装置、执行机构和限位报警装置。
所述的机械部分包括喂料机构、逐稿器、机架、上筛、杂质收集机构、下筛、出粮收集机构、大风机、小风机和智能控制柜；
所述的喂料机构安装于机架的最前端，其出料口悬于逐稿器上方；逐稿器与上筛相连，安装于机架的上部，下筛安装于上筛下方，大风机和小风机由下至上依次安装于逐稿器下方；杂质收集机构固定于机架尾部，出粮收集机构安装于下筛下方；智能控制柜A放置于机架外部。
所述的上位计算机、下位控制器、模拟量输入/输出装置和人机交互装置安装于智能控制柜内部，上位计算机通过以太网总线连接到下位控制器，进而下位控制器通过开关信号输出接口和脉冲信号输出接口连接到执行机构；传感采集装置连接到模拟量输入/输出装置，进而通过USB总线连接到上位计算机；人机交互装置通过HDMI和USB信号总线连接到上位计算机；
所述的上位计算机为带防尘屏蔽功能的金属机壳工业控制计算机，其处理核心数量不少于4个、主频不低于3.0GHz，内部存储单元RAM不低于8GB，USB接口不少于4个，以太网接口不少于2个；
所述的下位控制器为包含开关信号输入接口、开关信号输出接口和脉冲信号输出接口的可编程控制器PLC，其内存容量不少于5000步，开关信号输入点不少于4个，开关信号输出点不少于8个，脉冲信号输出频率不少于100kHz，输出点不少于2个；
所述的模拟量输入/输出装置为USB总线的多功能模拟量输入/输出采集卡，A/D输入通道不少于8路，D/A输出通道不少于6路，采样精度不低于12位。
所述的传感采集装置包括上筛转速传感器、下筛转速传感器、风速传感器、喂料称重传感器、籽粒称重传感器和杂质称重传感器；
所述的上筛转速传感器安装在上筛电机的主轴末端，可测量出上筛电机的旋转速度，从而计算出上筛的振动频率；下筛转速传感器安装在下筛电机的主轴末端，可测量出下筛电机的旋转速度，从而计算出下筛的振动频率；
所述的风速传感器安装在上筛、下筛与杂质收集机构连接处，用于测量上筛和下筛风道末端的风速；风速传感器为三杯式微型风速传感器，量程0-30m/s，***误差不高于1％；
所述的喂料称重传感器为柱式称重传感器，量程不低于500kg，安装在喂料机构支架底座上，可以测量出喂料机构输送的谷物喂入量；
所述的籽粒称重传感器为柱式称重传感器，总量程不低于500kg，由2个子传感器组成，分别安装在2个接料箱下方，可别测量出从下筛落到2个接料箱的籽粒质量；
所述的杂质称重传感器为柱式称重传感器，量程不低于500kg，安装在杂质收集机构尾端下方，用于测量从杂质收集机构收集到的杂质质量。
所述的人机交互装置包括显示屏和键鼠外设，显示屏安装在智能控制柜的前面板上，通过HDMI接口与上位计算机连接，键鼠外设通过USB接口与上位计算机连接，用于显示操作界面、试验曲线及设置试验参数。
所述的执行机构包括上筛变频器、上筛电机、下筛变频器、下筛电机、大风机变频器、大风机电机、小风机变频器、小风机电机、喂料变频器、喂料电机、风量调节驱动器和风量调节电机；
所述的上筛变频器、下筛变频器、大风机变频器、小风机变频器和喂料变频器均安装于智能控制柜内部；
所述的上筛电机安装于机架内部底板上，与上筛传动机构连接，通过上筛变频器调节上筛电机的转速，从而控制上筛的振动频率；下筛电机安装于上筛电机后方，与下筛传动机构连接，通过上筛变频器调节上筛电机的转速，从而控制下筛的振动频率；
所述的大风机电机和小风机电机安装在大风机下方，大风机电机与大风机连接，通过大风机变频器调节大风机电机的转速，从而控制大风机的风叶转速；小风机电机与小风机连接，通过小风机变频器调节小风机电机的转速，从而控制小风机的风叶转速；大风机的转速控制范围为0-1000rpm，小风机的转速控制范围为0-1500rpm；
所述的喂料电机通过螺栓固定在喂料机构上，用于控制输送给逐稿器的谷物喂入量，谷物喂入量控制范围为1-10kg/s；
所述的风量调节电机安装在大风机上，与风量调节装置相连接，用于控制风量调节装置的开口角度，从而调节大风机的风量大小与风向，风量调节装置的开口角度调节范围为0-90°；
所述的上筛变频器、下筛变频器、大风机变频器、小风机变频器和喂料变频器均为矢量控制型变频器，所述上筛电机、下筛电机、大风机电机、小风机电机和喂料电机均为三相异步变频调速电机，变频范围3-50Hz，其中上筛电机、下筛电机功率为7.5kW，大风机电机功率为15kW，小风机电机和喂料电机功率为5.5kW；
所述的限位报警装置安装于风量调节装置上，用于检测风量调节装置的最大极限位置；当风量调节装置调节到最大极限位置时，限位报警装置发送报警信号给下位控制器，进而传送信号至上位计算机。
本发明提出一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制方法，实现谷物清选过程的低含杂率多参数控制，该方法包括以下步骤：
步骤1、通过人机交互装置选择籽粒类型，设定籽粒含杂率预定值，送入上位计算机；
步骤2、根据模糊控制参数表，上位计算机查表得到一组初始工作参数设定值，包括上筛的初始振动频率fa、下筛的初始振动频率fb、大风机的初始转速na、小风机的初始转速nb、喂料机构的初始喂入量以及大风机的初始出风角度β0；
步骤3、根据上筛和下筛的机械传动结构得到公式：
n＝60·kf   (公式1)；
式中n为上筛电机和下筛电机的转速设定值，f为上筛和下筛的振动频率设定值，k为上筛与下筛的机械传动减速比；上位计算机将fa、fb分别代入公式1，计算出上筛电机的转速设定值nc和下筛电机的转速设定值nd，通过模拟量输入/输出装置转化为控制电压信号，发送至上筛变频器和下筛变频器，驱动上筛电机和下筛电机带动上筛与下筛以设定频率前后振动；上位计算机发送转速na、nb、喂入量W0设定值至模拟量输入/输出装置，转化为控制电压信号发送至大风机变频器、小风机变频器和喂料变频器，驱动大风机电机、小风机电机和喂料电机以设定转速旋转，带动大风机、小风机和喂料机构工作；上位计算机将出风角度β0发送至下位控制器，转化为脉冲信号发送至风量调节驱动器，驱动风量调节电机旋转，使风量调节装置打开至设定角度；
步骤4、稳定运行30秒后，上筛转速传感器实时测量并采集上筛电机的转速，下筛转速传感器实时测量并采集下筛电机的转速，通过模拟量输入/输出装置发送到上位计算机，根据公式1计算出上筛和下筛的实时振动频率；风速传感器实时测量并采集上筛和下筛末端的风速，喂料称重传感器实时测量并采集喂料机构输送到逐稿器的籽粒喂入量，籽粒称重传感器实时测量并采集接料箱的籽粒质量，杂质称重传感器实时测量并采集杂质收集机构收集到的杂质质量，所有传感器采集到的信号通过模拟量输入/输出装置发送到上位计算机；含杂图像检测装置检测并采集籽粒小样含杂信息，得到籽粒含杂率，通过RS485总线发送到上位计算机；
步骤5、上位计算机将当前籽粒含杂率与设定值进行比较，若籽粒含杂率低于预设值，则各参数保持不变稳定运行，当籽粒含杂率大于预设值时，上位计算机根据各传感器采集数据依据低含杂率控制策略进行运算并做出决策，发出控制信号，上筛电机根据预设的振动频率单次调节值逐步增大上筛振动频率，下筛电机根据预设的振动频率单次调节值逐步增大下筛的振动频率，大风机电机根据预设的风机转速单次调节值逐步增大大风机的风速，小风机电机根据预设的风机转速单次调节值逐步增大小风机的风速，风量调节电机根据预设的风量调节角度单次调节值逐步增大风量调节装置的开口角度，进而增大大风机的风量；喂料电机根据预设的喂入量单次调节值逐步减小喂入量；
步骤6、该周期调节结束后，记录每一周期的所有传感器及参数信息，保存至上位计算机；上位计算机再次进行籽粒含杂率与设定值的比较，若籽粒含杂率低于预设值，则试验台各参数保持不变继续运行，若籽粒含杂率大于预设值则进入下一调节周期，以10秒为一周期重复步骤5调节过程，最终实现籽粒清选过程的低含杂率控制；
步骤2中所述的模糊控制参数表为根据不同谷物籽粒和实际收获经验制定的多参数组合，已写入上位计算机中由上位计算机自动查询，也可以通过人机交互装置进行编辑优化，以缩短调控时间，提高工作效率；
步骤5中所述的振动频率单次调节值、风机转速单次调节值、风量调节角度单次调节值、喂入量单次调节值为预先设定的单次调节增加值或减小值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本***具有2个贯流风机，转速均可独立调节，其中大风机的风量和风向可调，解决了现有清选试验台单风机清选效果差、风量不可控的问题；
本***的上筛和下筛为独立机构，可以不同频率振动，振动频率均可单独调节，解决了现有清选试验台上下筛无法单独控制的问题，可用来分析不同清选筛上筛、下筛不同位置关系与振动状态对清选效果的影响；
本***通过上位计算机的控制算法自动决策，可以实现清选试验台的多参数自动调整，使试验台达到最佳的工作状态，降低含杂率与清选损失；
本***每隔一定时间自动记录上筛转速、下筛转速、风速、风机风量调节装置开度、谷物喂入量、籽粒质量以及清选后的杂质质量，为后期研究分析各参数对清选效果的影响、设计高效合理的清选***提供了基础数据。
附图说明
图1为本发明的谷物清选试验台智能控制***原理框图；
图2为本发明的谷物清选试验台智能控制***机械结构图；
图3为本发明的谷物清选试验台智能控制***部件安装轴侧图；
图4为本发明的谷物清选试验台智能控制***部件安装侧视图；
图5为本发明的控制方法流程图；
其中的附图标记为：
A机械部分          B上位计算机
C下位控制器        D模拟量输入/输出装置
E传感采集装置      F人机交互装置
G执行机构          H限位报警装置
1喂料机构          2逐稿器
3机架              4上筛
5杂质收集机构      6下筛
7出粮收集机构      8大风机
9小风机            10智能控制柜
11显示屏           12键鼠外设
13含杂图像检测装置 14上筛转速传感器
15下筛转速传感器   16风速传感器
17喂料称重传感器   18籽粒称重传感器
19杂质称重传感器   20上筛变频器
21上筛电机         22下筛变频器
23下筛电机         24大风机变频器
25大风机电机       26小风机变频器
27小风机电机       28喂料变频器
29喂料电机         30风量调节驱动器
31风量调节电机     32接料箱
33风量调节装置     34上筛传动机构
35下筛传动机构
具体实施方式
参阅图1至图4，一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***，包括机械部分A、上位计算机B、下位控制器C、模拟量输入/输出装置D、传感采集装置E、人机交互装置F、执行机构G和限位报警装置H。
所述的机械部分A包括喂料机构1、逐稿器2、机架3、上筛4、杂质收集机构5、下筛6、出粮收集机构7、大风机8、小风机9和智能控制柜10；
所述的喂料机构1安装于机架3的最前端，其出料口悬于逐稿器2上方；逐稿器2与上筛4相连，安装于机架3的上部，下筛6安装于上筛4下方，大风机8和小风机9由下至上依次安装于逐稿器2下方；杂质收集机构5固定于机架3尾部，出粮收集机构7安装于下筛6下方；智能控制柜10放置于机架3外部。
所述的上位计算机B、下位控制器C、模拟量输入/输出装置D和人机交互装置F安装于智能控制柜10内部，上位计算机B通过以太网总线连接到下位控制器C，进而下位控制器C通过开关信号输出接口和脉冲信号输出接口连接到执行机构G；传感采集装置E连接到模拟量输入/输出装置D，进而通过USB总线连接到上位计算机B；人机交互装置F通过HDMI和USB信号总线连接到上位计算机B；
所述的上位计算机B为带防尘屏蔽功能的金属机壳工业控制计算机，其处理核心数量不少于4个、主频不低于3.0GHz，内部存储单元RAM不低于8GB，USB接口不少于4个，以太网接口不少于2个；
所述的下位控制器C为包含开关信号输入接口、开关信号输出接口和脉冲信号输出接口的可编程控制器PLC，其内存容量不少于5000步，开关信号输入点不少于4个，开关信号输出点不少于8个，脉冲信号输出频率不少于100kHz，输出点不少于2个；
所述的模拟量输入/输出装置D为USB总线的多功能模拟量输入/输出采集卡，A/D输入通道不少于8路，D/A输出通道不少于6路，采样精度不低于12位。
所述的传感采集装置E包括上筛转速传感器14、下筛转速传感器15、风速传感器16、喂料称重传感器17、籽粒称重传感器18和杂质称重传感器19；
所述的上筛转速传感器14安装在上筛电机21的主轴末端，可测量出上筛电机21的旋转速度，从而计算出上筛4的振动频率；下筛转速传感器15安装在下筛电机23的主轴末端，可测量出下筛电机23的旋转速度，从而计算出下筛6的振动频率；
所述的风速传感器16安装在上筛4、下筛6与杂质收集机构5连接处，用于测量上筛4和下筛6风道末端的风速；风速传感器为三杯式微型风速传感器，量程0-30m/s，***误差不高于1％；
所述的喂料称重传感器17为柱式称重传感器，量程不低于500kg，安装在喂料机构1支架底座上，可以测量出喂料机构1输送的谷物喂入量；
所述的籽粒称重传感器18为柱式称重传感器，总量程不低于500kg，由2个子传感器组成，分别安装在2个接料箱32下方，可别测量出从下筛6落到2个接料箱32的籽粒质量；
所述的杂质称重传感器19为柱式称重传感器，量程不低于500kg，安装在杂质收集机构5尾端下方，用于测量从杂质收集机构5收集到的杂质质量。
所述的人机交互装置F包括显示屏11和键鼠外设12，显示屏11安装在智能控制柜10的前面板上，通过HDMI接口与上位计算机B连接，键鼠外设12通过USB接口与上位计算机B连接，用于显示操作界面、试验曲线及设置试验参数。
所述的执行机构G包括上筛变频器20、上筛电机21、下筛变频器22、下筛电机23、大风机变频器24、大风机电机25、小风机变频器26、小风机电机27、喂料变频器28、喂料电机29、风量调节驱动器30和风量调节电机31；
所述的上筛变频器20、下筛变频器22、大风机变频器24、小风机变频器26和喂料变频器28均安装于智能控制柜10内部；
所述的上筛电机21安装于机架3内部底板上，与上筛传动机构34连接，通过上筛变频器20调节上筛电机21的转速，从而控制上筛4的振动频率；下筛电机23安装于上筛电机21后方，与下筛传动机构35连接，通过上筛变频器20调节上筛电机21的转速，从而控制下筛6的振动频率；上筛4与下筛6的振动频率调节范围为0.5-8Hz；
所述的大风机电机25和小风机电机27安装在大风机8下方，大风机电机25与大风机8连接，通过大风机变频器24调节大风机电机25的转速，从而控制大风机8的风叶转速；小风机电机27与小风机9连接，通过小风机变频器26调节小风机电机27的转速，从而控制小风机9的风叶转速；大风机8的转速控制范围为0-1000rpm，小风机9的转速控制范围为0-1500rpm；
所述的喂料电机29通过螺栓固定在喂料机构1上，用于控制输送给逐稿器2的谷物喂入量，谷物喂入量控制范围为0.5-10kg/s；
所述的风量调节电机31安装在大风机8上，与风量调节装置33相连接，用于控制风量调节装置33的开口角度，从而调节大风机8的风量大小与风向，风量调节装置33的开口角度调节范围为0-90°；
所述的上筛变频器20、下筛变频器22、大风机变频器24、小风机变频器26和喂料变频器28均为矢量控制型变频器，所述上筛电机21、下筛电机23、大风机电机25、小风机电机27和喂料电机29均为三相异步变频调速电机，变频范围3-50Hz，其中上筛电机21、下筛电机23功率为7.5kW，大风机电机25功率为15kW，小风机电机27和喂料电机29功率为5.5kW；
所述的限位报警装置H安装于风量调节装置33上，用于检测风量调节装置33的最大极限位置；
当风量调节装置33调节到最大极限位置时，限位报警装置H发送报警信号给下位控制器C，进而传送信号至上位计算机B。
参阅图5，本发明提出一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制方法，实现谷物清选过程的低含杂率多参数控制，该方法包括以下步骤：
步骤1、通过人机交互装置F选择籽粒类型，设定籽粒含杂率预定值，送入上位计算机B；
步骤2、根据模糊控制参数表，上位计算机B查表得到一组初始工作参数设定值，包括上筛4的初始振动频率fa、下筛6的初始振动频率fb、大风机8的初始转速na、小风机9的初始转速nb、喂料机构1的初始喂入量W0以及大风机8的初始出风角度β0；
步骤3、根据上筛4和下筛6的机械传动结构得到公式：
n＝60·k·f  (公式1)；
式中n为上筛电机21和下筛电机23的转速设定值，f为上筛4和下筛6的振动频率设定值，k为上筛4与下筛6的机械传动减速比；上位计算机B将fa、fb分别代入公式1，计算出上筛电机21的转速设定值nc和下筛电机23的转速设定值nd，通过模拟量输入/输出装置D转化为控制电压信号，发送至上筛变频器20和下筛变频器22，驱动上筛电机21和下筛电机23带动上筛4与下筛6以设定频率前后振动；上位计算机B发送转速na、nb、喂入量W0设定值至模拟量输入/输出装置D，转化为控制电压信号发送至大风机变频器24、小风机变频器26和喂料变频器28，驱动大风机电机25、小风机电机27和喂料电机29以设定转速旋转，带动大风机8、小风机9和喂料机构1工作；上位计算机B将出风角度β0发送至下位控制器C，转化为脉冲信号发送至风量调节驱动器30，驱动风量调节电机31旋转，使风量调节装置33打开至设定角度；
步骤4、稳定运行30秒后，上筛转速传感器14实时测量并采集上筛电机21的转速，下筛转速传感器15实时测量并采集下筛电机23的转速，通过模拟量输入/输出装置D发送到上位计算机B，根据公式1计算出上筛4和下筛6的实时振动频率；风速传感器16实时测量并采集上筛4和下筛6末端的风速，喂料称重传感器17实时测量并采集喂料机构1输送到逐稿器3的籽粒喂入量，籽粒称重传感器18实时测量并采集接料箱32的籽粒质量，杂质称重传感器19实时测量杂质收集机构5采集收集到的杂质质量，所有传感器采集到的信号通过模拟量输入/输出装置D发送到上位计算机B；含杂图像检测装置13检测并采集籽粒小样含杂信息，得到籽粒含杂率，通过RS485总线发送到上位计算机B；
步骤5、上位计算机B将当前籽粒含杂率与设定值进行比较，若籽粒含杂率低于预设值，则各参数保持不变稳定运行，当籽粒含杂率大于预设值时，上位计算机B根据各传感器采集数据依据低含杂率控制策略进行运算并做出决策，发出控制信号，上筛电机21根据预设的振动频率单次调节值逐步增大上筛4振动频率，下筛电机23根据预设的振动频率单次调节值逐步增大下筛6的振动频率，大风机电机25根据预设的风机转速单次调节值逐步增大大风机8的风速，小风机电机27根据预设的风机转速单次调节值逐步增大小风机9的风速，风量调节电机30根据预设的风量调节角度单次调节值逐步增大风量调节装置的开口角度，进而增大大风机8的风量；喂料电机29根据预设的喂入量单次调节值逐步减小喂入量；
步骤6、该周期调节结束后，记录每一周期的所有传感器及参数信息，保存至上位计算机B；上位计算机B再次进行籽粒含杂率与设定值的比较，若籽粒含杂率低于预设值，则试验台各参数保持不变继续运行，若籽粒含杂率大于预设值则进入下一调节周期，以10秒为一周期重复步骤5调节过程，最终实现籽粒清选过程的低含杂率控制；
步骤2中所述的模糊控制参数表为根据不同谷物籽粒和实际收获经验制定的多参数组合，已写入上位计算机B中由上位计算机B自动查询，也可以通过人机交互装置F进行编辑优化，以缩短调控时间，提高工作效率：
步骤5中所述的振动频率单次调节值、风机转速单次调节值、风量调节角度单次调节值、喂入量单次调节值为预先设定的单次调节增加值或减小值。

Claims (5)

1.一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***，其特征在于：试验台包括机械部分(A)、上位计算机(B)、下位控制器(C)、模拟量输入/输出装置(D)、传感采集装置(E)、人机交互装置(F)、执行机构(G)和限位报警装置(H)；
所述的机械部分(A)包括喂料机构(1)、逐稿器(2)、机架(3)、上筛(4)、杂质收集机构(5)、下筛(6)、出粮收集机构(7)、大风机(8)、小风机(9)和智能控制柜(10)；
所述的喂料机构(1)安装于机架(3)的最前端，其出料口悬于逐稿器(2)上方；逐稿器(2)与上筛(4)相连，安装于机架(3)的上部，下筛(6)安装于上筛(4)下方，大风机(8)和小风机(9)由下至上依次安装于逐稿器(2)下方；杂质收集机构(5)固定于机架(3)尾部，出粮收集机构(7)安装于下筛(6)下方；智能控制柜(10)放置于机架(3)外部。
2.根据权利要求1所述的一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***，其特征在于：上位计算机(B)、下位控制器(C)、模拟量输入/输出装置(D)和人机交互装置(F)安装于智能控制柜(10)内部，上位计算机(B)通过以太网总线连接到下位控制器(C)，下位控制器(C)通过开关信号输出接口和脉冲信号输出接口连接到执行机构(G)；传感采集装置(E)连接到模拟量输入/输出装置(D)，进而通过USB总线连接到上位计算机(B)；人机交互装置(F)通过HDMI和USB信号总线连接到上位计算机(B)；
所述的上位计算机(B)为带防尘屏蔽功能的金属机壳工业控制计算机，其处理核心数量不少于4个、主频不低于3.0GHz，内部存储单元RAM不低于8GB，USB接口不少于4个，以太网接口不少于2个；
所述的下位控制器(C)为包含开关信号输入接口、开关信号输出接口和脉冲信号输出接口的可编程控制器PLC，其内存容量不少于5000步，开关信号输入点不少于4个，开关信号输出点不少于8个，脉冲信号输出频率不少于100kHz，输出点不少于2个；
所述的模拟量输入/输出装置(D)为USB总线的多功能模拟量输入/输出采集卡，A/D输入通道不少于8路，D/A输出通道不少于6路，采样精度不低于12位。
3.根据权利要求1所述的一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***，其特征在于：传感采集装置(E)包括上筛转速传感器(14)、下筛转速传感器(15)、风速传感器(16)、喂料称重传感器(17)、籽粒称重传感器(18)和杂质称重传感器(19)；
所述的上筛转速传感器(14)安装在上筛电机(21)的主轴末端，测量上筛电机(21)的旋转速度，得到上筛(4)的振动频率；下筛转速传感器(15)安装在下筛电机(23)的主轴末端，测量下筛电机(23)的旋转速度，得到下筛(6)的振动频率；
所述的风速传感器(16)安装在上筛(4)、下筛(6)与杂质收集机构(5)连接处，用于测量上筛(4)和下筛(6)风道末端的风速；风速传感器为三杯式微型风速传感器，量程0-30m/s，***误差不高于1％；
所述的喂料称重传感器(17)为柱式称重传感器，量程不低于500kg，安装在喂料机构(1)支架底座上，测量喂料机构(1)输送的谷物喂入量；
所述的籽粒称重传感器(18)为柱式称重传感器，总量程不低于500kg，由2个子传感器组成，分别安装在2个接料箱(32)下方，用于测量从下筛(6)落到2个接料箱(32)的籽粒质量；
所述的杂质称重传感器(19)为柱式称重传感器，量程不低于500kg，安装在杂质收集机构(5)尾端下方，测量杂质收集机构(5)收集到的杂质质量。
4.根据权利要求1所述的一种智能谷物清选试验台多参数模糊控制***，其特征在于：执行机构(G)包括上筛变频器(20)、上筛电机(21)、下筛变频器(22)、下筛电机(23)、大风机变频器(24)、大风机电机(25)、小风机变频器(26)、小风机电机(27)、喂料变频器(28)、喂料电机(29)、风量调节驱动器(30)和风量调节电机(31)；
所述的上筛变频器(20)、下筛变频器(22)、大风机变频器(24)、小风机变频器(26)和喂料变频器(28)均安装于智能控制柜(10)内部；
所述的上筛电机(21)安装于机架(3)内部底板上，与上筛传动机构(34)连接，通过上筛变频器(20)调节上筛电机(21)的转速，控制上筛(4)的振动频率；下筛电机(23)安装于上筛电机(21)后方，与下筛传动机构(35)连接，通过上筛变频器(20)调节上筛电机(21)的转速，控制下筛(6)的振动频率；上筛(4)与下筛(6)的振动频率调节范围为0.5-8Hz；
所述的大风机电机(25)和小风机电机(27)安装在大风机(8)下方，大风机电机(25)与大风机(8)连接，通过大风机变频器(24)调节大风机电机(25)的转速，控制大风机(8)的风叶转速；小风机电机(27)与小风机(9)连接，通过小风机变频器(26)调节小风机电机(27)的转速，控制小风机(9)的风叶转速；大风机(8)的转速控制范围为0-1000rpm，小风机(9)的转速控制范围为0-1500rpm；
所述的喂料电机(29)通过螺栓固定在喂料机构(1)上，控制输送给逐稿器(2)的谷物喂入量，谷物喂入量控制范围为0.5-10kg/s；
所述的风量调节电机(31)安装在大风机(8)上，与风量调节装置(33)相连接，控制风量调节装置(33)的开口角度，调节大风机(8)的风量大小与风向，风量调节装置33的开口角度调节范围为0-90°；
所述的上筛变频器(20)、下筛变频器(22)、大风机变频器(24)、小风机变频器(26)和喂料变频器(28)均为矢量控制型变频器，所述上筛电机(21)、下筛电机(23)、大风机电机(25)、小风机电机(27)和喂料电机(29)均为三相异步变频调速电机，变频范围3-50Hz，其中上筛电机(21)、下筛电机(23)功率为7.5kW，大风机电机(25)功率为15kW，小风机电机(27)和喂料电机(29)功率为5.5kW；
所述的限位报警装置(H)安装于风量调节装置(33)上，检测风量调节装置(33)的最大极限位置。
5.一种利用权利1-4所有项所述的智能谷物清选试验台多参数模糊控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：
步骤1、通过人机交互装置(F)选择籽粒类型，设定籽粒含杂率预定值，送入上位计算机(B)；
步骤2、根据模糊控制参数表，上位计算机(B)查表得到一组初始工作参数设定值，包括上筛(4)的初始振动频率fa、下筛(6)的初始振动频率fb、大风机(8)的初始转速na、小风机(9)的初始转速nb、喂料机构(1)的初始喂入量W0以及大风机(8)的初始出风角度β0；
步骤3、根据上筛(4)和下筛(6)的机械传动结构得到公式：
n＝60·k·f  (公式1)；
式中n为上筛电机(21)和下筛电机(23)的转速设定值，f为上筛(4)和下筛(6)的振动频率设定值，k为上筛(4)与下筛(6)的机械传动减速比；上位计算机(B)将fa、fb分别代入公式1，计算出上筛电机(21)的转速设定值nc和下筛电机(23)的转速设定值nd，通过模拟量输入/输出装置(D)转化为控制电压信号，发送至上筛变频器(20)和下筛变频器(22)，驱动上筛电机(21)和下筛电机(23)带动上筛(4)与下筛(6)以设定频率前后振动；上位计算机(B)发送转速na、nb、喂入量W0设定值至模拟量输入/输出装置(D)，转化为控制电压信号发送至大风机变频器(24)、小风机变频器(26)和喂料变频器(28)，驱动大风机电机(25)、小风机电机(27)和喂料电机(29)以设定转速旋转，带动大风机(8)、小风机(9)和喂料机构(1)工作；上位计算机(B)将出风角度β0发送至下位控制器(C)，转化为脉冲信号发送至风量调节驱动器(30)，驱动风量调节电机(31)旋转，使风量调节装置(33)打开至设定角度；
步骤4、稳定运行30秒后，上筛转速传感器(14)实时测量并采集上筛电机(21)的转速，下筛转速传感器(15)实时测量并采集下筛电机(23)的转速，通过模拟量输入/输出装置(D)发送到上位计算机(B)，根据公式1计算出上筛(4)和下筛(6)的实时振动频率；风速传感器(16)实时测量并采集上筛(4)和下筛(6)末端的风速，喂料称重传感器(17)实时测量并采集喂料机构(1)输送到逐稿器A3的籽粒喂入量，籽粒称重传感器(18)实时测量并采集接料箱(32)的籽粒质量，杂质称重传感器(19)实时测量杂质收集机构(5)采集收集到的杂质质量，所有传感器采集到的信号通过模拟量输入/输出装置(D)发送到上位计算机(B)；含杂图像检测装置3检测并采集籽粒小样含杂信息，得到籽粒含杂率，通过RS485总线发送到上位计算机(B)；
步骤5、上位计算机(B)将当前籽粒含杂率与设定值进行比较，若籽粒含杂率低于预设值，则各参数保持不变继续运行，当籽粒含杂率大于预设值时，上位计算机(B)根据各传感器采集数据依据低含杂率控制策略进行运算并做出决策，发出控制信号，上筛电机(21)根据预设的振动频率单次调节值逐步增大上筛(4)振动频率，下筛电机(23)根据预设的振动频率单次调节值逐步增大下筛(6)的振动频率，大风机电机(25)根据预设的风机转速单次调节值逐步增大大风机(8)的风速，小风机电机(27)根据预设的风机转速单次调节值逐步增大小风机(9)的风速，风量调节电机20根据预设的风量调节角度单次调节值逐步增大风量调节装置的开口角度，进而增大大风机(8)的风量；喂料电机(29)根据预设的喂入量单次调节值逐步减小喂入量；
步骤6、该周期调节结束后，记录每一周期的所有传感器及参数信息，保存至上位计算机(B)；上位计算机(B)再次进行籽粒含杂率与设定值的比较，若籽粒含杂率低于预设值，则试验台各参数保持不变继续运行，若籽粒含杂率大于预设值则进入下一调节周期，以10秒为一周期重复步骤5调节过程，实现籽粒清选过程的低含杂率控制。
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