[發明專利]一種工程機械控制方法、系統及挖掘機

有效

• 申請號: 201210586991.7
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103061371A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 楊國勛;劉華勝;董希文
• 申請（專利權）人: 上海華興數字科技有限公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 袁亞軍

技術領域

本發明涉及旋轉機械技術領域，特別涉及一種工程機械控制方法、系統及挖掘機。

背景技術

隨著由液壓驅動工作裝置或行走裝置作業的混合動力裝置的發展，，由電動機驅動上平臺旋轉的混合式工程機械得到了越來越廣泛地應用，例如挖掘機和旋挖鉆機。

在電動旋轉作業中，由于上平臺旋轉依靠電力驅動，所以即使液壓驅動工作裝置作業同時進行上平臺旋轉作業時，上平臺的旋轉動作不會受到其它工作裝置作業的影響，同時在進行旋轉制動作業時，電驅動可以回收上平臺旋轉的勢能，作為下次驅動的能量源。因此，相對于液壓驅動旋轉體旋轉，采用電動驅動旋轉不僅能夠減小控制閥等的浪費，還能回收上平臺的動能，從而能效良好。

可是，在上述的感應電機驅動旋轉機械中，保持工作裝置在斜坡“駐留”是很困難的，因為旋轉機械在工作裝置受到重力的作用下，勢必會帶動上車朝勢能減小的方向旋轉，有可能滑溜運動到最下方的位置，甚至擺動。而異步電機只有在電磁轉速與機械轉速“異步”（氣隙磁場切割轉子繞組）時才會生成力矩，因此為了維持機械轉速的“零”，電磁轉速一定不能為“零”，這時生成的電磁轉矩要去平衡負載轉矩，使上車維持靜止。理論上，根據轉速大小，調整電磁轉速，“零頻”制動是可以實現的，但實際控制中并非如此，圖6為轉速閉環斜坡制動曲線，為了使機械轉速為“零”，控制器不斷調節電磁頻率時，并不能使機械轉速為“零”，主要原因：電磁轉速在0轉上下波動，勵磁電壓隨之波動，導致轉子感應電流方向交變，那么根據公式：

ψ_r=L_m*I_sm/T_r*p+1

其中，轉子磁鏈ψ_r滯后轉子電流I_sm時間常數T_r，因此在轉子電流交變的過程中，轉子磁鏈ψ_r幅值減小方向交變，導致電機輸出力矩減小，同時電磁頻率在“零”附近電機力矩進一步降低,進而不能維持機械轉速為“零”。

發明內容

為了解決目前電動旋轉裝置不能在斜坡駐留的問題，現提供了一種電動旋轉裝置斜坡駐留的控制方法及工程機械。具體技術方案如下：

一種工程機械控制方法，所述工程機械包括電動旋轉工作裝置及驅動所述電動旋轉工作裝置的回轉電機，包括以下步驟，

S1:采集工程機械操作裝置的操作量并生成對應的目標機械轉速信號；

S2:從所述回轉電機采集所述電動旋轉工作裝置的當前機械轉速信號并計算需達到所述目標機械轉速值的電磁轉差值，依據所述當前機械轉速信號計算當前機械轉速值，結合所述電磁轉差值及當前機械轉速值計算對應所述目標機械轉速值的目標電磁轉速值，據以生成目標電磁轉速信號；

S3:根據所述目標機械轉速信號判斷所述電動旋轉工作裝置的負載轉矩方向；

S4:判斷所述操作量是否低于一預設操作量，若是則生成第一判定信號，而且根據目標電磁轉速信號計算目標電磁轉速值并判斷所述目標電磁轉速值是否低于一預設電磁轉速值，若是則生成第二判定信號；

S5:在所述第一判定信號及第二判定信號均生成時，輸出一預存電磁轉速信號以控制所述電動旋轉工作裝置，所述預存電磁轉速信號的轉矩方向與所述負載轉矩方向相反。

S6：步驟S4中任一個的判斷結果若為否時，則輸出所述目標電磁轉速信號以控制所述電動旋轉工作裝置。

進一步的，還包括在計算所述電磁轉差值后，設定并存儲對應的極限轉差值，并根據所述電動旋轉工作裝置當前轉速信號實時修正所述極限轉差值，以及將通過所述極限轉差值限幅后的電磁轉差和采集的回轉電機速度生成目標電磁轉速信號的步驟。

進一步的，還包括根據所述預存電磁轉速信號、目標電磁轉速信號生成指令至所述回轉電機以控制所述電動旋轉工作裝置的步驟。

一種工程機械控制系統，所述工程機械控制系統包括電動旋轉工作裝置及及驅動所述電動旋轉工作裝置的回轉電機，其中?，包括：

目標轉速生成機構，用于采集工程機械操作裝置的操作量并生成對應的目標機械轉速信號；

目標速度判定機構，用于從所述回轉電機采集所述電動旋轉工作裝置的當前轉速信號；

目標轉速控制機構，用于根據當前轉速信號來計算需達到所述目標機械轉速值的對應電磁轉差值。

電磁轉速生成機構，用于根據所述當前機械轉速信號計算當前機械轉速值，并結合所述電磁轉差值、及當前機械轉速值以計算對應所述目標機械轉速值的目標電磁轉速值，據以生成目標電磁轉速信號；