控制捆包重量的制作方法

本发明涉及一种控制由农业捆包机形成的捆包的重量的方法，本发明还涉及一种农业捆包机，其包括控制器，该控制器被配置为用以执行所述方法。背景技术：1、农业捆包机用于加固和包装作物物料，以便于存储和搬运作物物料，供日后使用。例如，当作物是干草时，通常使用割草机来切割和调节作物物料，以便在阳光下进行风干。另一个例子是，当作物是秸秆时，联合收割机会从收割机后部排出限定了秸秆的非谷物作物物料，这些秸秆将被捆包机拾取。切割的作物物料通常会被干燥，然后由捆包机(例如大型方形捆包机或圆形捆包机)跨过风堆，沿着风堆行进，以拾取作物物料并将其形成捆包。2、大型方形捆包机通常包括两个用于形成捆包的主腔室，即预压缩腔室和捆包腔室。作物物料被收集起来，推入到预压缩腔室中，在与压缩腔室中形成作物物料切片(slice)。预压缩腔室与捆包腔室相连，使得作物物料切片周期性地传送到捆包腔室中。在捆包腔室中，柱塞往复地来回运动，从而将随后送入的切片压成方形捆包，同时侧壁、顶壁和/或底壁对正在形成的捆包的各个表面施加受控量的压力。3、当捆包完成时，用麻绳缠绕捆包，系结捆包以将捆包保持在一起。当在捆包腔室中形成新的捆包时，已完成的捆包被这个新的捆包推到捆包腔室的后面。捆包腔室的尺寸使得在形成捆包时，捆包腔室中通常至少有一个已完成的捆包，并且可能有两个或更多个已完成的捆包。最后，已完成的捆包被推过捆包腔室的后部处的出口，并且掉落在农业捆包机后面的田地上。在已完成的捆包已经离开捆包腔室之后并且在等待从捆包机中排出时，捆包的重量可由称重系统(例如秤)中的捆包重量传感器测量。4、在实际操作中，由于例如驱动速度、作物密度和作物特性等因素的变化，并非所有的捆包都是相同的，因此不同的捆包重量也不同。不过，通常希望捆包机形成的捆包重量基本一致。5、因此，捆包机控制器通常被编程为响应于捆包的测量重量、特别是响应于最终捆包的测量重量与目标重量之间的比较，来自动调节与捆包机相关的参数和/或与之相关的设定点(setpoint)。例如，如果测量重量低于目标重量，则一种选择是例如通过增加腔室载荷设定点来增加腔室载荷(即施加到捆包腔室内的捆包上的压力)，在形成过程中更大程度地压缩捆包，以增加捆包的密度。6、然而，这种方法也有一定的缺点，其中最主要的是参数或设定点只能在每个形成的捆包中调节一次。由于这只能在称重后进行，这也意味着参数和/或设定点是基于最近称重的第三个捆包进行调节的。考虑到典型的捆包机可达到的速度在5至20km/h之间，而形成捆包通常需要50秒左右，因此在形成捆包的过程中，捆包机可能会行驶50至250m，甚至更远。考虑到由于捆包腔室中存在多个捆包而导致从捆包完成到称重之间会有延迟，因此捆包机也有可能在这段时间内行驶了这么远。由于与作物相关的参数、特别是作物湿度水平可能会在更短的距离内发生变化，因此这样的控制系统存在两个缺点：一是根据"旧"数据更改与捆包机相关的参数或设定点，二是无法以足够高的频率调节这些参数或设定点来缓解这种情况。7、本发明旨在解决与现有技术相关的一个或多个缺点。技术实现思路1、在第一方面，本发明提供了一种控制由农业捆包机形成的捆包的重量的方法。该方法包括：接收捆包重量设定点；以及在形成捆包时：接收作物参数数据；接收与捆包参数有关的捆包机操作数据；将作物参数数据和捆包机操作数据输入到重量预测模型中，以生成捆包的预测最终重量；以及基于捆包的预测最终重量和捆包重量设定点改变捆包参数之一的捆包参数设定点。2、通过利用模型来预测捆包的最终重量，并且通过根据预测最终重量和捆包重量设定点之间的差值来改变其中一个捆包参数设定点，本发明允许在形成捆包时调节影响捆包重量的因素。重要的是，确定捆包的预测最终重量的捆包机操作数据，以及因此而做出的调节，都与正在形成的捆包有关，而不是与之前的捆包有关，之前的捆包可能是在田间不同区域的不同作物条件下形成的。因此，本发明可以更精确地控制捆包重量。3、捆包参数可以包括捆包机的腔室中的平均腔室载荷、捆包机中的柱塞的平均柱塞扭矩、表示捆包的切片厚度的切片厚度变化参数以及每个捆包切片数量。上述平均值可以是算术平均值，也可以是诸如中位值等的其它平均值。切片厚度变化参数可以是切片厚度的标准偏差，而作物参数数据可以包括作物类型数据和作物湿度水平数据。4、改变捆包参数之一的捆包参数设定点可以包括：计算捆包的预测最终重量与捆包重量设定点之间的差值；基于该差值使用模型计算设定点修正值；将设定点修正值乘以增益系数，生成修改的捆包设定点修正值；以及将修改的捆包设定点修正值应用于捆包参数设定点。通过使用增益系数修改设定点修正值，可以控制预测最终捆包重量收敛到捆包重量设定点的方式。5、优选地，增益系数在零到一之间。这样做的目的是使捆包的预测最终重量稳定收敛到捆包重量设定点，即模型趋向于正确的值，但不一定会返回所考虑数据集的"完美"设定点，因为模型中的误差可能会导致捆包重量设定点振荡，从而导致整体收敛速度大大减慢。6、捆包参数设定点可以选自包括腔室载荷设定点、切片厚度设定点和每个捆包切片数量的组。改变捆包参数设定点的步骤可以包括改变腔室载荷设定点或切片厚度设定点，或者改变每个捆包切片数量。也可以改变捆包长度设定点。当然，切片厚度、切片数量和捆包长度都是相关因素，因为捆包长度可以用切片数量乘以切片厚度来表示。7、优选地，腔室载荷设定点是改变的捆包参数设定点。如果腔室载荷设定点和捆包机中的柱塞的柱塞扭矩的当前值在相应的阈值操作范围内，则可能出现这种情况。优选的是改变腔室载荷设定点，因为通常优选的是捆包是均质的，每个捆包内的切片厚度一致，捆包长度一致，以确保不同捆包之间尽可能相似。8、减少切片厚度的方法之一是降低捆包机的驱动速度。这就减少了为形成每个物料切片而收集并送入预压缩腔室的作物物料。如果控制器确定或操作员要求提高捆包机的吞吐量，也可以提高捆包机的驱动速度。捆包机必须在快速吞吐量(即高驱动速度)、可重复和准确的捆包重量以及将捆包参数保持在可接受范围内之间找到平衡。9、在形成捆包的过程中，可以重复形成捆包时执行的方法中的步骤。与现有技术相比，重复使用该方法意味着以更高的频率调节捆包参数设定点，因此能够更准确、更精确地控制捆包重量，尤其是在捆包过程中不断重复该方法时。如果典型的干草或秸秆捆包长约240cm，包括平均宽度约为50mm的切片，那么该捆包将包括48个切片。因此，如果例如捆包参数设定点每4个切片调节一次，那么在整个捆包形成过程中总共可以进行12次调节。10、优选地，在每次完成捆包的n个切片时重复在形成捆包时执行的方法的步骤，并且针对之前的捆包的m个切片接收捆包机操作数据，其中n大于或等于m。这样可以确保捆包机操作数据与根据最新设定点形成的捆包的切片相关。最优选的是，n大于m，以便在重新评估捆包的预测最终重量之前，让捆包机有时间调节到新的设定点。11、所述方法可以包括调节模型，其中调节模型可以包括以下步骤：使用捆包重量传感器测量捆包的最终重量；计算捆包的测量最终重量与捆包的预测最终重量之间的差值；根据捆包的测量最终重量和预测最终重量之间的差值计算模型偏移量；以及将模型偏移量应用于模型。通过迭代和修正模型，模型可以进行自校准，并对作物条件的变化做出反应。该模型的自修正能力还使模型能够在各种不同的条件下和不同的作物上使用，而不会降低精度。12、当对捆包的测量最终重量进行多次测量时，可以使用卡尔曼滤波器计算模型偏移量。利用卡尔曼滤波器，可以减少捆包的测量最终重量中的噪声，从而可以确定更精确的模型偏移量的值。13、另一方面，本发明还提供了一种农业捆包机，其包括控制器，该控制器被配置为执行上述方法。农业捆包机可以是大型方形捆包机。