本文针对单纵轴流玉米联合收割机由于控制系统操作复杂而引起的工作质量和效率较低等问题,结合联合收割机在脱粒滚筒转速和凹板间隙大小控制方面的发展趋势、工作参数监测装置发展现状,设计了一种全新高智能化控制系统。在工作地点、作业时间、作物含水率三个特定的影响因素下进行玉米收割实验并处理分析得到最优工作参数,系统参照最优工作参数对脱粒滚筒转速和凹板间隙大小进行实时调节。在对滚筒转速调节系统的设计中运用液压比例控制技术,在对凹板间隙调节系统的设计中运用电机控制技术,以PLC为核心控制器,运用PID算法进行实时调节。通过相关仿真可以证明:操作工人只需在系统中对工作时间段、作物含水率、作物品种和植株密集程度四种因素进行设定,机器在6.39km/h的前进速度下以最优工作参数进行作业(滚筒转速300r/min、凹板间隙30.94mm),此时玉米籽粒破碎率最低,且系统具有较高的稳定性、准确性和快速性。本文的主要工作和成果如下:(1)分析联合收割机工作原理。其中包括对联合收割机整体传动路线进行简要描述;对机器整体液压系统进行了简要解析,明确了原系统控制原理;对液压系统脱粒滚筒无级变速部分进行了详细分析,确定了液压系统工作压力、液压泵排量等重要参数;对滚筒无极变速调节装置进行了详细分析,确定出了液压缸伸长量与滚筒转速之间的关系;对原机上的凹板间隙调节装置进行了详细分析,确定出了凹板间隙调节范围。(2)联合收割机控制系统机械部分设计。根据设计要求拟定出了控制方案,通过相关计算选择各液压元器件,对液压阀组进行了结构设计并建立了脱粒滚筒液压比例控制系统。(3)建立脱粒滚筒液压比例控制系统动态模型。先分别对控制元件部分、执行元件部分的传递函数进行了计算,确定了整体液压系统传递方块图,计算出了各传递函数相关参数并确定了整体系统的传递函数,应用Matlab软件对系统进行了仿真,分析系统数学模型。(4)对联合收割机控制系统电气部分进行设计。根据控制要求确定设计方案,对PLC和触摸屏等电器元件进行选型,搭建了整体电控系统;设计滚筒转速调节和凹板间隙调节控制算法,编写了相关软件程序,使控制系统进一步得到完善。(5)控制系统模型验证与实物验证。应用单纵轴流玉米联合收割机在工作地点、作业时间、作物含水率三个确定的影响因素下进行玉米田间收割实验,设计了三元二次通用旋转组合结构矩阵并分析出实验结果,建立了影响因素与最优滚筒转速和凹板间隙之间的对应关系;通过Amesim仿真软件对脱粒滚筒液压系统进行仿真,初步论证了系统可行性和跟随性。