玉米在中国有久远的种植历史,已经形成了玉米栽培技术体系。玉米的用途十分广泛,全株青玉米具有牛、羊等牲畜所需要的营养成分。玉米青贮饲料的需求量伴随着畜牧业与奶业的发展而显著提高,对其品质的要求也比之前要高。玉米青贮收获机是收获玉米饲料的机器,为了能够更好的适应收获作业,需要对其工作部件及智能化水平进行提升,以提高饲料质量和工作效率。通过对4QZS-3000玉米青贮收获机的工作过程分析,明确了青贮机存在切碎质量差、抛送距离近、整机功耗高、智能化程度低的问题。通过理论与仿真的方式分析了需要进行优化的结构及需要监测的参数。基于系统的需求,设计了以STM32F103ZET6芯片为分布式控制器和以STM32F4芯片为主控芯片的控制方案。分析了影响切碎质量及切碎功耗的因素。结合机器的实际工作情况,计算并确定各因素的范围。通过合适的分析求解器进行了正交仿真实验分析,并根据仿真结果进行实验,目的是为了达到降低切碎装置功耗并提高切碎质量。对影响抛送距离及抛送功耗的因素进行了研究。确定了各参数的工作范围,基于响应面优化法设计了有关抛臂参数的优化实验,得到了二次回归模型。分析了不同因素耦合作用时对抛送距离和抛送功耗的影响,并对最优解进行了实验验证,使抛送距离和抛送功耗达到参数范围内的最优。创建了割台的动力学模型。通过分析割台运动,创建了状态空间方程。基于线性二次型最优控制,设计了割台运动控制策略和割台复位控制策略。对所设计的控制策略进行了不同地面输入下的仿真分析,确定了控制策略的可行性。进行了田间实验,证明了控制策略的可靠性。对青贮机整机所监测的参数进行了分析。选取了适当的传感器对关键参数进行了监测,主要包括转速监测、扭矩监测、割台高度监测。根据监测参数设计了人机交互界面,可对故障进行报警与记录。